Capitolul INecesitatea uscarii gazelor naturale

11 Generalitati

Industria gazeiferă reprezintă o ramura complexă importantă icircn contextul industriilor asiguracircnd hotăracirctor baza energetică şi de materii prime pentru aceastaGazele naturale sunt supuse icircn schelele de extracţie unor tratamente preliminare şi finale pentru separarea succesivă sau simultana a impurităţilor gazoase lichide solide şi hidrocarburile condensabile

Tratamentele preliminare (mecanice fizice chimice) icircncep la talpa sondei şi se continua icircn instalaţiile de suprafaţă

Icircn instalaţiile centrale prin tratamente finale se urmăreşte adacircncimea separărilor pentru a asigura transportul monofazic pe conductele magistrale şi pentru a se realiza normele de calitate impuse de consumatorii industrialiPrin deshidratarea gazelor naturale se urmăreşte reducerea conţinutului de umiditate pacircnă la limitele prevăzute folosindu-se diferite metode procedee şi instalaţii din ce icircn ce mai eficace şi mai economice

Un domeniu mai puţin investigat şi cercetat este acela al hidratării hidrocarburilor lichide şi gazoase icircn toate fazele şi circuitele tehnologice ale exploatării gazelor naturale şi a măsurilor necesare prevenirii acestei hidratări care prezintă o deosebită importanţă icircn tehnica deshidratării

Prin aplicarea unor măsuri preventive cantitatea de vapori de apa din gazele naturale se poate reduce simţitor Aceasta icircnseamnă staţii de deshidratare cu capacitate mai mică respectiv cheltuieli de investiţii şi de exploatare reduseDeshidratarea gaze lor naturale deşi este o operaţie distinctă nu trebuie privită şi rezolvată separat mai ales atunci cacircnd gazele au nevoie şi de alte tratamente mai icircnainte de a fi transportate icircn exterior

Deshidratarea gazelor naturale trebuie inclusă icircn ansamblul general de operaţii cunoscute sub denumirea de pregătirea gazelor naturale pentru transportApa şi vaporii de apă care conţin procente importante de săruri dizolvate dispersate şi antrenate coboară temperatura de formare a criohidraţilor şi deschid perspective pentrutransportul bifazic sau trifazic pe conductele colectoare pe distanţe mai mari fară pericol de blocare prin criohidrati

Sistemul de proiectare al instalaţiilor industriale de deshidratare bazat numai pe date extrase din literatura de specialitate şi generalizate indiferent de situaţiile locale specifice a condus icircntotdeauna spre supradimensionarea instalaţiilor respectiv spre blocarea unor importante fonduri de investiţii

S-au ales şi s-au recomandat cele mai eficace şi cele mai economice procedee şi instalaţii numai atunci cacircnd studiile tehnico-economice şi proiectele tehnice s-au bazat pe date şi valori rezultate din cercetări de laborator completate cu cercetări şi experimente semiindustriale

1

Icircn ţările cu industrie gazeiferă dezvoltată fiecare metodă se aplica prin mai multe procedee iar fiecare procedeu prin mai multe variante scheme şi circuite tehnologice cu echipament adecvat de o icircnaltă tehnicitate icircn raport cu caracteristicile de baza ale fiecărui zăcămacircnt şi cu cerinţele exploatării

Marimea care caracterizeaza gradul de uscare a gazelor naturale este punctul de roua care se exprima fata de apa si fata de hidrocarburi Prin punctul de roua al gazelor se intelege temperatura de saturatie a acestora cu vapori apa respectiv temperatura la care isi pot face aparitia primele picaturi de apa Necesitatea uscarii gazelor la un anumit punct de roua al apei se datoreaza problemelor pe care le induce in procesul de transport distributie al gazelor naturale cat si asupra calitatii lor dintre acestea mentionez

a) dopurile de ghiata ( criohidratii hidrocarburilor ) ce pot aparea pe conducte dar mai ales la organele de inchidere unde au loc si procese de laminareCantitatea minima de apa antrenata de gazele naturale la o anumita temperatura este data de tensiunea de vapori a apei la temperatura respectiva in amestecul de gaz dat De regula insa cantitatea de apa antrenata este mai mare intrucat gazele in procesul de curgere pot antrena mecanic cantitatile suplimentare fata de apa antrenata la echilibru cantitatile suplimentare antrenate sunt functie de regimul de curgere a gazelor La o viteza mai mare de curgere respectiv la un Re mare si cantitatile de apa antrenate sunt mari In timpul iernii gazele care sunt transportate prin conductele subterane au o temperatura mai ridicata decat temperatura mediului ambiant si la trecerea acestora din conductele de transport in conductele de distributie care sunt supraterane si care au temperatura mediului ambiant pot apare condensari ale apei si dopuri de ghiata cu toate influentele negative ce decurg b) o alta consecinta negativa a prezentei apei in gaze se datoreaza actiunii corodante a acesteia asupra retelei de transport si distributie a gazelor Gazele naturale in timpul procesului de extractie antreneaza cantitati substantiale de ape saline Salinitate ce poate varia intre cateva grame litru la peste 100grame litru Atunci cand pentru stimularea procesului de extractie sunt folosite stixuri spumogene cantitatile de apa antrenate sunt considerabil mai mari Prin stixuri spumogene intelegem substante care introduse in sonda duc la spumarea lichidelor facilitand eliminarea dopurilor de apa ce pot bloca procesul de extractie al gazelor Apele saline desi sunt retinute in separatoare montate imediat dupa iesirea gazelor din sonda in anumite cantitati sunt antrenate in reteaua de conducte magistrale unde duc la aparitia unor coroziuni in puncte specifice actiunii clorurii de sodiu Actiunea corodanta a apei creste si mai mult in zonele in care in compozitia gazelor naturale apar cantitati suplimentare de CO2 si H2S c) o alta consecinta negativa a prezentei apei asupra procesului de conditionare a gazelor naturale ce urmeaza a fi trecute in reteaua de distributie o constituie actiunea acesteia si a impuritatilor dizolvate in ea asupra procesului de odorizare a gazelor Prezenta unor cantitati de carbonate sau bicarbonati dizolvati in aceasta si sau a oxizilor de fier formati in conducte datorita prezentei apei pot duce la

2

diminuarea considerabila a caracteristicilor de odorizare a odorizantilor ca o consecinta a formarii mercaptidelor d) prezenta apei in gaze duce si la influente negative asupra puterii calorice a lor e) apa antrenata in fluxul de gaze naturale ingreuneaza procesul de masurare a acestora obtinindu-se valori de debit in punctele de masura care nu sunt reale Asa cum s-a aratat mai sus prin uscarea gazelor naturale se urmareste de fapt reducerea continutului de apa din gaze pana la limitele impuse atat de siguranta transportului pe conductele magistrale de distributie de prevenirea unor fenomene de coroziune toate acestea pentru a obtine o calitate cat mai buna a gazelor naturale in punctele de predare preluare comerciale Pentru realizarea uscarii gazelor si prevenirea formarii criohidratilor se cunosc mai multe procedee cum ar fi

- procedee de uscare prin comprimare si ( sau ) racire

- procedee de uscare prin absorbtie in lichide higroscopice ( glicoli solutii de clorura de calciu si litiu )

- procedee de uscare prin adsorbtie pe substante solide desicante ( silicagel alumina activata site moleculare )

- procedee pentru prevenirea formarii criohidratilor prin injectie de metanol sau glicoli in gazele naturale

Cele mai folosite procedee de uscare a gazelor sunt prin absorbtie si prin adsorbtie Absorbtia este un fenomen de transport de masa intre doua faze Transferul de masa dintr-o faza in alta este determinat de gradientul de concentratie din fiecare faza Gradientul de concentratie indica si pozitia in care se afla cele doua faze mai aproape sau mai departe de conditiile de echilibru Schimbul de substanta dintre faze se face pana la echilibru cand schimbul de masa inceteaza si concentratia intre cele doua faze devine constanta deplasarea moleculelor se face intotdeauna de la un nivel mai inalt catre unul mai scazut

Absorbtia in lichide higroscopice se bazeaza pe proprietatea unor compusi organici de a absorbi la temperaturi mai scazute umiditatea pe care o cedeaza apoi la temperaturi mai ridicate destul de usor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbtie o instalatie cuprinde ca echipament de baza si echipament auxiliar separatoare de impuritati coloana de absorbtie cu talere coloana de desorbtie schimbatoare de caldura recipienti pentru absorbanti pompe de recirculare etc Dintre absorbantii higroscopici lichizi glicolii mentionati mai jos au cea mai larga raspandire ca deshidratanti si ca inhibitori - monoetilenglicol ( MEG ) - dietilenglicol ( DEG ) - trietilenglicol ( TEG ) - tetraetilenglicol ( TtEG )

3

Industria gaziera opteaza pentru utilizarea trietilenglicolului ( TEG ) pentru puncte de roua cat mai coborate si de asemenea pentru capacitatea de regenerare a trietilenglicolului pana la o concentratie de 99955 de pierderile mici prin vaporizare temperatura initiala de descompunere etc Tetraetilenglicolul se utilizeaza in cazuri speciale pentru punctele de roua intre - 25 0C si - 40 oC

Adsorbtia este un fenomen fizico ndash chimic de suprafata ndash se considera ca o operatie unitara de transfer de masa prin care un component dintr-un amestec fluid este retinut de suprafata unui corp solid cu care fluidul vine in contact Adsorbtia poate fi - fizica cand nu se modifica structura fizica a moleculei adsorbite - chimica (chemosorbtia ) cand este insotita de o reactie chimica Uscarea gazelor naturale prin adsorbtie pe diferite solide desicante se bazeaza pe capacitatea de adsorbtie pe care o manifesta aceste solide fata de vaporii de apa exprimata in Kg apa 100 Kg adsorbant solid Capacitatea de adsorbtie depinde de mai multi factori si anume - de natura adsorbantului - de temperatura sistemului - de presiunea partiala remanenta (de echilibru ) a vaporilor de apa din gaz - de punctual de roua final al gazului

Cu cat temperatura este mai mare cu atat capacitatea de adsorbtie este mai mica si invers

La alegerea adsorbantilor se au in vedere mai multe criterii - natura adsorbantului adsorbantul trebuie sa prezinte o selectivitate mare pentru componentul adsorbit sa nu reactioneze chimic cu acesta si sa aiba o mare capacitate de adsorbtie maxima - temperatura de lucru tendinta de scadere a capacitatii de adsorbtie cu cresterea temperaturii impune alegerea unui adsorbant care in conditii de temperatura ce se pot realiza in modul cel mai economic sa prezinte capacitatea de adsorbtie maxima - concentratia finala a adsorbantului in inert ( gradul de recuperare punctul de roua a gazului uscat etc ) - posibilitatea de regenerare constituie criteriu de cea mai mare importanta economica In timpul functionarii instalatiilor caracteristicile de regenerare a adsorbantilor se modifica aceste caracteristici sunt deosebit de importante in analiza rentabilitatii utilizarii unuia sau altuia dintre adsorbanti - pierderile de presiune pierderile de presiune ale inertului datorita colmatarii stratului de adsorbant reprezinta alt criteriu economic important - pretul de cost

4

12 Umiditatea gazelor naturale

Gazul care se găseşte in contact cu apa indiferent de natura lui se saturează cu vapori de apă la echilibru sau la saturaţie reprezentănd conţinutul maxim posibil pentru o anumită presiune si temperatură Continutul de apa al gazelor cunoscut si sub numele de umiditate creste cu cresterea temperaturii si scăderea presiunii La presiuni joase ( pacircnă la 4hellip 5 bar ) unde sistemul se comportă aproape ideal ( faza gazoasă ascultă de legea lui Dalton si faza lichida de legea lui Raoult iar condiţia de echilibru este data de egalitatea presiunilor partiale ale unui component in cele doua faze ) umiditatea maxima a gazului se poate calcula din ecuatia de echilibru

pg

H 2O=pyH2O

=plH2O =pt H2O iquest xH2O=pt H2O

(11)

unde p ndash reprezintă presiunea sistemului

pg

H 2O - presiunea partiala a vaporilor de apă in faza gazoasă

y H 2O - fractia molară a vaporilor de apă in faza gazoasă

plH 2O - presiunea partială a apei in faza lichida

xH 2 O - fractia molară a apei in faza lichidă

ptH2 O - presiunea de vapori a apei la temperatura t

fiind vorba de un singur component ( xH 2 O= 1) presiunea partiala a apei este chiar presiunea ei de vapori

La presiuni ridicate unde sistemul gaz ndash apa se comporta neideal se constata devieri de la ecuatia ( 11 ) Astfel determinarile experimentale la presiuni ridicate au aratat ca in realitate un gaz contine mai multa apa decat rezulta din ecuatia ( 11) La 436 bar aerul contine la 380C cu 15 si la 160C cu 24 mai multa apa decat cea rezultata din ecuatia (11) Acest fapt se explica prin devierea gazelor de la legea idealitatii prin influienta presiunii externe exercitata de aer gaz natural sau alt gaz inert asupra presiunii de vapori a apei ( conform ecuatiei lui Gibbs ndash pointing presiunea de vapori a unui lichid la o temperatura constanta creste cu cresterea presiunii externe exercitata de un gaz inert ) si prin influenta prezentei unor saruri dizolvate in apa cu care gazul vine in contact prezenta acestor saruri (clorura de sodium calciu si magneziu ) coboara presiunea partiala a apei din faza gazoasa Cercetarile efectuate pe diverse gaze pure si in amestec de diferite compozitii au condos la concluzia ca presiunea temperatura natura gazelor compozitia lor si continutul de impuritati influenteaza asupra umiditatii De

5

aceea continutul efectiv ( real ) al umiditatii gazelor la saturatie ( echilibru ) este mai mare decat umiditatea de saturatie calculate cu ecuatia ( 11 ) astfel

a) cu cresterea presiunii si scaderea temperaturii creste si raportul dintre umiditatea efectiva si cea teoretică rezultată din ecuaţia ( 11 ) b) prezenta in gaze a unor impurităti intr-o proportie mai mare influenţează simţitor asupra umiditătii De exemplu in prezenta CO2 si H2S umiditatea gazelor narurale creste iar azotul din aceste gaze tinde sa coboare umiditatea gazelor c) gazele naturale au o umiditate mai mare decat aerul in aceleasi conditii d) masa molara a gazelor naturale influentiaza si ea asupra umiditatii De exemplu cu cresterea masei molare umiditatea scade De aceea gazele sarace in gazolina ( fractia C3+ ) au o umiditate mai mare decit cele bogate In figura de mai jos este prezentata o diagrama care permite citirea umiditatii gazelor naturale si a gazului metan la saturatie in funcţie de presiunea si temperatura sistemului

Fig11 Umiditatea de echilibru a gazelor naturale in functie de presiune si temperatura

Umiditatea unui gaz se poate exprima fie sub formă de umiditate absolută fie sub formă de umiditate relativă

Umiditatea absolută us sau umiditatea de saturatie sau de echilibru reprezintă raportul dintre masa vaporilor de apă si masa gazului umed ( mH2O + mg )

us=

mH2 O

mg Kg H2O Kg gaz uscat ( 12 )

respectiv

u

s=

mH 2O

mH 2 O+mg Kg H2O Kg gaz umed ( 13 )

Consideracircnd comportarea ideală a gazului umed prin aplicarea legii gazelor ideale celor doi componenti ( gazul uscat si vaporii de apa ) rezultă

6

pH 2OsdotV =

mH 2O

M H 2O

RsdotT ( 14 )

pgsdotV =

mg

M g

RsdotT ( 15 )

psdotV =

mH 2O+mg

M m

RsdotT ( 16 )

unde

pH 2O - reprezintă presiunea partială a vaporilor de apă la echilibru

pH 2O=ptH 2O

( bar )

p - presiunea absolută a sistemului ( bar ) pg - presiunea parţială a gazului ( bar ) mH2O mg - masa vaporilor de apă respectiv a gazului ( Kg ) MH2O Mg Mm - masa molara a apei a gazului respectiv masa molară medie a amestecului ( Kg Kmol ) R - constanta generala a gazelor egala cu 0083 m3 bar Kmol T - temperatura sistemului ( K )

De multe ori umiditatea se exprimă icircn grame apa Nm3 de gaz uscat sau in grame apa Nm3 de gaz umed Se menţionează faptul că pentru presiuni cuprinse intre 10 si 70 bar si temperaturi mai mici de 200C umiditatea us este aproximativ

egală cu us deoarece in acest domeniu se pot neglija p

tH2 O faţă de p iar Mm este

aproximativ egal cu Mg ( acesti termini au fost explicitati mai sus )In practica foarte adesea in locul umiditătii absolute us se foloseste

notiunea de umiditate relativă ϕ ( cunoscută si sub numele de grad de saturare a gazului ) definita ca raportul dintre umiditatea reala a gazului si umiditatea maximă de echilibru si anume

ϕ= p

rH2O

ptH2O

le 1

( 27 ) unde

pr

H2 O - reprezintă presiunea partială reală a vaporilor de apă

in faza gazoasă ( pr

H2 O iquestiquest) In acest caz umiditatea reală ur exprimata in Kg apa Kg gaz uscat va fi data de relatia

7

ur=ϕsdot p

tH2O

pminusptH2O

sdotM H2O

M g ( 28 )

termenii din această ecuatie au fost explicitati in relatiile de mai sus

O proprietate deosebit de importanta in caracterizarea gazelor o constituie punctul sau temperatura de rouă a gazului Se cunosc patru stari ale punctului de roua si anume a) punctual de roua la presiune constanta - este acea temperatura la care apare condensarea vaporilor de apa din gaze cand acesta este racit in conditii izobare b) punctul de rouă la temperatura constantă ndash se obtine prin ridicarea presiunii vaporilor saturati mentinand temperatura constanta c) punctul de roua la volum constant ndash este temperatura de condensare a vaporilor de apa la care gazul devine saturat prin racire la volum constant d) punctul de rouă adiabatic ndash gazele devin saturate cu vapori de apa prin racier adiabatica

Pentru o presiune data punctul de roua al gazului reprezinta temperatura la care apar prin condensare primele picaturi de apa Aceasta temperatura corespunde temperaturii de echilibru sau de saturatie si de aceea pentru cazul idealitatii ea se poate stabilii din ecuatia (21) sau din celelalte ecuatii enuntate

in felul urmator cunoscand umiditatea se calculeaza ptH2 O din aceste ecuatii si

din curba presiunii de vapori a apei se citeste temperatura de roua

corespunzatoare presiunii ptH2 O

Pentru cazul comportarii reale a sistemului temperatura de roua se citeste din diagramele prezentate in fig 11 hellip 14 Cu cacirct conţinutul de apă din gaze este mai mare cu atacirct punctul de rouă este mai ridicat De aceea prin procedeele de uscare a gazelor naturale se urmăreşte de fapt scăderea sau depresarea punctului de rouă Punctul de rouă al vaporilor de apă din gazele naturale corespunde presiunii şi temperaturii la care conţinutul de vapori de apă este egal cu umiditatea de saturaţie Icircn aceste condiţii icircncepe condensarea vaporilor de apă icircn aceeaşi măsură icircn care scade umiditatea de saturaţie Icircn exploatarea gazelor determinarea punctului de rouă se poate efectua măsuracircnd presiunea şi temperatura gazului care părăseşte un separator icircn care se reţine apa Icircn acest caz gazul care părăseşte separatorul este saturat cu vapori de apă

8

Fig 2

Cantitatea de apă conţinută sub formă de vapori saturaţi icircn gazul metan

13 Calitatea gazelor naturale problemă esenţială pentru producători importatori transportatori distribuitori şi utilizatori

Calitatea gazelor naturale influenţiază atributul bdquoGAZELOR NATURALE MARFĂ prin

- conţinutul energetic

- evitarea reducerii capacităţii de transport a conductelor icircn lanţul tehnologic

prin depunerile de particule solide şi lichide antrenate icircn fluxul de gaze

- complicarea tehnologiei de transport distribuţie şi la utilizatori ca urmare a

fenomenelor termodinamice (condensarea hidrocarburilor grele a vaporilor

de apă apariţia criohidraţilor a dopurilor de gheaţă etc)

9

icircn procesele de chimizare a gazelor naturale prezenţa fracţiilor inerte şi de

regulă acide (H2S N2 CO2 etc) produce daune tehnice şi economice

calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale eronează icircn situaţia icircn care

fluidul nu este monofazic măsurarea acestora oricacirct de perfecţionată ar fi

dotarea tehnică a acestei activităţi

- contractele icircntre vacircnzătorii ţi cumpărătorii de gaze naturale impun rigori

deosebite privind calitatea gazelor naturale şi determină prin nerespectarea

penalităţi de ordin cantitativ şi financiar

- icircn instalaţiile tehnologice aferente atacirct extracţiei transportului distribuţiei

cacirct ţi la utilizatori prezenţa impurităţilor mai ales a celor solide conduce la

uzura subansamblelor acestora mergacircnd pacircnă la generarea de accidente

tehnice şi umane cu consecinţe deosebit de grave

- calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale este icircn Romacircnia generatoare

celei mai mari părţi din pierderile fizice de gaze utilizate pentru refularea

acestora din conducte şi instalaţii

- protecţia mediului ambiant (ape de suprafaţă ape curgătoare terenuri

păduri şi icircn special a poluanţilor evacuaţi icircn atmosferă) este puternic

afectată de calitatea necorespunzătoare a gazelor

- randamentul termic la toată gama de utilizatori de gaze naturale icircn procesele

cu flacără directă sunt de asemenea afectate negativ de calitatea

necorespunzătoare a acestui combustibil

Faţă de cele de mai sus şi coroborat cu lipsa de preocupare icircn acest domeniu

icircn Romacircnia mai ales după anii 1990 determină necesitatea aprofundării studierii

domeniului calităţii gazelor naturale mai ales că pe lacircngă tradiţionalele surse

interne (Romgaz Petrom) gazele naturale se vor importa din alte zăcăminte (din

Federaţia Rusă icircn perspectivă din Orientul Mijlociu etc) vor avea o pondere ce va

depăşi la nivelul anului 2010 peste 50 din consumul Romacircniei

Pentru aprofundarea studierii aspectelor privind calitatea gazelor naturale

este necesară cunoaşterea bazelor teoretice a tehnologiei moderne şi a

normativelor icircn vigoare

Gazele naturale comercializabile trebuie să prezinte următoarele

caracteristici şi parametrii tehnologici pe baza cărora se asigură transportul

acestora utilizarea icircn distribuţii publice şi consumatori industriali icircncheierea

contractelor şi prefigurarea planului de afacere ca de exemplu

- compoziţia chimică10

- puterea calorică inferioară şi superioară

- conţinutul de impurităţi solide şi lichide

- punctul de rouă garantat

- debitele livrabile şi coeficientul de uniformitate al acestora

- presiunea de predare şi limitele de variaţie a acesteia

- punctul de predareprimire configuraţia acestuia şi dotarea tehnologică

- sistemele de măsurare şi performanţele acestora

- validarea datelor şi transmisia icircntre părţile din contract

- relaţia de calcul a preţului gazelor

- termenele de plată penalităţi si condiţii speciale (de exemplu forţa majoră)

- durata contractului şi termenii pentru icircncetare a acestora

Icircn Romacircnia condiţionările de mai sus sunt realizate parţial motiv pentru

care neregulile din practica curentă cacirct şi lipsa unor reglementări

binedefinitestandarde depăşite şi legile permisive afectează activitatea de

transporLdistribuţie şi utilizare a gazelor naturale conducacircnd la o lipsă de

economicitatede eficienţă şi de asemenea imposibilitatea dispecerizării (SCADĂ)

a acestui sistem energetic al ţării

CAPITOLUL IIPUNCTUL DE ROUĂ UMIDITATEA GAZELOR

11

21 Punctul de rouă

Punctul de rouă reprezintă temperatura de saturaţie la care are loc condesarea vaporilor de apa din gazele naturale Practic prin uscarea gazelor se urmăreşte realizarea unui anumit punct de rouă (-15 -20 )

Puncul de rouă este Temperatura la care apare primele picături de apă Există o legătură biunivocă icircntre presiune şi punctul de rouă dată de ecuaţia lui Clapeyron

PT = R V

Dacă se diferenţiază se constată că orice modificare a presiunii schimba temperatura de saturaţie şi invers Cacircte puncte de rouă sunt

PP1 = proces izobar - izotermDacă s-a trecut icircn domeniul vaporilor supraicircncăziţi pe izobară ( P = ct) şi izocoră

( V = ct ) icircn punctele 2 şi 3 fie că se află pe o izobară sau pe o izocoră ca să condenseze vapori de apă din gaz putem veni pe 4 drumuri

1 tranformare izotermă ( 0 ) pentru T = constant2 transformare izobară (61) la P = constant3 Dacă se ia izoterma care trece prin punctul 2 şi se vine pe curba de condensare

izocoră4 Dacă se vine de la S = constant (entalpie constantă) se obţine punctul de rouă la

entalpie constantăCu cacirct punctul de rouă este mai scăzut cu atacirct mai mult se diminuiază cantitatea de

vapori prezentă icircn gaze

12

Folosind formula

us=Rg

Rv

∙Pv

PxminusPv

∙ γ g 0 ∙103

in care

us - conţinutul icircn vapori de apă adică umiditatea g saturate [gNm3]Rg - constanta universală a gazului livrat [ kgmkg bull K ] Rv - constanta universală a vaporilor de apă [ kgm kg bull K]Pv - presiunea parţială a vaporilor de apă la t amestecului [kgfm2]Px - presiunea de regim a conductei [kgfm2]γ g0 - greutatea specifică a gazului uscat la starea normală [kgfNm3]

Punctul de rouă se poate determina din diagrama din Fig 3 pentru un amestec de gaz metan si vapori de apa cu o umiditate cunoscuta

Fig3 Determinarea grafică a punctului de rouă

22 Măsurarea conţinutului de umiditate al gazelor

13

Determinarea cantităţii de apă aflată sub formă de vapori icircn gazele naturale se poate face prin metode directe sau prin metode indirecte

1 Metode directe Metodele directe constau icircn măsurarea directă a cantităţii de apă conţinută icircn volume cunoscute de gaze prin metode chimice sau fizico-chimice (adsorbţie şi absorbţie)

a) Metodele chimice se bazează pe detectarea şi determinarea cantitativă a produşilor de reacţie chimică a unor substanţe cu apa conţinută icircn volumesau mase determinate de gaze Aceste metode prezintă dezavantajul că nupot fi aplicate decacirct icircn condiţii de laborator

b) Metodele bazate pe adsorbţie constau icircn trecerea unor volumedeterminate de gaze prin tuburi de sticlă ce conţin un adsorbant (silicageletc) apoi se determină prin cacircntărire creşterea icircn greutate a tuburilor cuadsorbant Aceste metode au precizie nesatisfăcătoare icircn cazul unor gazecu umidităţi mici deoarece reţinerea apei prin adsorbţie nu este totală

c) Metodele bazate pe absorbţie permit determinarea cantităţii de apă dingaze după ce această apă a fost reţinută icircntr-o substanţă absorbantă fieprintr-un procedeu colorimetric fie prin cacircntărire icircn funcţie de naturaabsorbantului folosit Spre exemplu dacă absorbţia se face icircntr-un glicolcantitatea de apă din glicol se poate determina prin titrare cu reactivulFischer procedeu uşor de realizat icircn condiţii de laborator

2 Metode indirecte Metodele indirecte sunt numeroase şi unele din ele au permis realizarea unor aparate utilizate pentru controlul permanent al umidităţii gazelor icircn fluxurile tehnologice icircn care este necesară cunoaşterea punctului de rouă

La noi icircn ţară cele mai utilizate higrometre sunt Higrometrul portabil CERMAX Higrometrul cu rezistenţă CERMET II Higrometrul cu condensare DEWMET

Aparatul Peutron se bazează pe principiul măsurării conţinutului de umiditate prin determinarea punctului de rouă din temperatura de echilibru a materialelor higroscopice Determinarea punctului de rouă se realizează prin măsurări de temperatură cu ajutorul a două termometre Principiul se bazează pe faptul că la aceeaşi temperatură presiunea vaporilor de apă icircntr-o soluţie de sare cristalizată este mai redusă decacirct presiunea de saturaţie a vaporilor de apă

Icircn figura 4 sunt redate icircn mod comparativ presiunea vaporilor de apă a unei soluţii de clorură de litiu cristalizată şi presiunea de saturaţie a vaporilor icircn funcţie de temperatură Atacircta timp cacirct presiunea parţială a vaporilor din aer este mai mare decacirct presiunea parţială a vaporilor din soluţia de clorură de litiu aceasta va absorbi umiditatea din atmosferă Crescacircnd temperatura soluţiei de clorură de litiu aceasta nu mai preia apă din atmosferă stabilindu-se un echilibru icircntre ambele presiuni parţiale ale vaporilor Din graficul prezentat icircn figura 81 se determină temperatura de rouă corespunzătoare temperaturii de echilibru

14

Traductorul de umiditate este prezentat icircn figura 5 avacircnd următoarele repere 1-icircnfăşurarea de icircncălzire 2-vată de sticlă impregnată 3-tub de sticlă 4-termometru 5-termorezistenţă Cacircnd sesizorul şi aerul icircnconjurător au aceeaşi temperatură clorura de litiu absoarbe apă din aer Dacă termorezistenţei i se aplică o tensiune alternativă un curent electric trece prin soluţia de clorură de litiu icircncălzind-o conform legii Joule - Lenz Prin creşterea temperaturii creşte presiunea parţială a vaporilor din soluţie pacircnă la echilibru Cu ajutorul termometrului se măsoară temperatura stratului de LiCl iar din curba presiunii parţiale a vaporilor din soluţie se deduce presiunea parţială a vaporilor (pv)

Figura 4 Presiunea parţială a vaporilor de apă a unei soluţii saturate de LiCl

Figura 5 Sesizorul traductorului de umiditate cu clorură de litiu

15

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Icircn ţările cu industrie gazeiferă dezvoltată fiecare metodă se aplica prin mai multe procedee iar fiecare procedeu prin mai multe variante scheme şi circuite tehnologice cu echipament adecvat de o icircnaltă tehnicitate icircn raport cu caracteristicile de baza ale fiecărui zăcămacircnt şi cu cerinţele exploatării

Marimea care caracterizeaza gradul de uscare a gazelor naturale este punctul de roua care se exprima fata de apa si fata de hidrocarburi Prin punctul de roua al gazelor se intelege temperatura de saturatie a acestora cu vapori apa respectiv temperatura la care isi pot face aparitia primele picaturi de apa Necesitatea uscarii gazelor la un anumit punct de roua al apei se datoreaza problemelor pe care le induce in procesul de transport distributie al gazelor naturale cat si asupra calitatii lor dintre acestea mentionez

a) dopurile de ghiata ( criohidratii hidrocarburilor ) ce pot aparea pe conducte dar mai ales la organele de inchidere unde au loc si procese de laminareCantitatea minima de apa antrenata de gazele naturale la o anumita temperatura este data de tensiunea de vapori a apei la temperatura respectiva in amestecul de gaz dat De regula insa cantitatea de apa antrenata este mai mare intrucat gazele in procesul de curgere pot antrena mecanic cantitatile suplimentare fata de apa antrenata la echilibru cantitatile suplimentare antrenate sunt functie de regimul de curgere a gazelor La o viteza mai mare de curgere respectiv la un Re mare si cantitatile de apa antrenate sunt mari In timpul iernii gazele care sunt transportate prin conductele subterane au o temperatura mai ridicata decat temperatura mediului ambiant si la trecerea acestora din conductele de transport in conductele de distributie care sunt supraterane si care au temperatura mediului ambiant pot apare condensari ale apei si dopuri de ghiata cu toate influentele negative ce decurg b) o alta consecinta negativa a prezentei apei in gaze se datoreaza actiunii corodante a acesteia asupra retelei de transport si distributie a gazelor Gazele naturale in timpul procesului de extractie antreneaza cantitati substantiale de ape saline Salinitate ce poate varia intre cateva grame litru la peste 100grame litru Atunci cand pentru stimularea procesului de extractie sunt folosite stixuri spumogene cantitatile de apa antrenate sunt considerabil mai mari Prin stixuri spumogene intelegem substante care introduse in sonda duc la spumarea lichidelor facilitand eliminarea dopurilor de apa ce pot bloca procesul de extractie al gazelor Apele saline desi sunt retinute in separatoare montate imediat dupa iesirea gazelor din sonda in anumite cantitati sunt antrenate in reteaua de conducte magistrale unde duc la aparitia unor coroziuni in puncte specifice actiunii clorurii de sodiu Actiunea corodanta a apei creste si mai mult in zonele in care in compozitia gazelor naturale apar cantitati suplimentare de CO2 si H2S c) o alta consecinta negativa a prezentei apei asupra procesului de conditionare a gazelor naturale ce urmeaza a fi trecute in reteaua de distributie o constituie actiunea acesteia si a impuritatilor dizolvate in ea asupra procesului de odorizare a gazelor Prezenta unor cantitati de carbonate sau bicarbonati dizolvati in aceasta si sau a oxizilor de fier formati in conducte datorita prezentei apei pot duce la

2

diminuarea considerabila a caracteristicilor de odorizare a odorizantilor ca o consecinta a formarii mercaptidelor d) prezenta apei in gaze duce si la influente negative asupra puterii calorice a lor e) apa antrenata in fluxul de gaze naturale ingreuneaza procesul de masurare a acestora obtinindu-se valori de debit in punctele de masura care nu sunt reale Asa cum s-a aratat mai sus prin uscarea gazelor naturale se urmareste de fapt reducerea continutului de apa din gaze pana la limitele impuse atat de siguranta transportului pe conductele magistrale de distributie de prevenirea unor fenomene de coroziune toate acestea pentru a obtine o calitate cat mai buna a gazelor naturale in punctele de predare preluare comerciale Pentru realizarea uscarii gazelor si prevenirea formarii criohidratilor se cunosc mai multe procedee cum ar fi

- procedee de uscare prin comprimare si ( sau ) racire

- procedee de uscare prin absorbtie in lichide higroscopice ( glicoli solutii de clorura de calciu si litiu )

- procedee de uscare prin adsorbtie pe substante solide desicante ( silicagel alumina activata site moleculare )

- procedee pentru prevenirea formarii criohidratilor prin injectie de metanol sau glicoli in gazele naturale

Cele mai folosite procedee de uscare a gazelor sunt prin absorbtie si prin adsorbtie Absorbtia este un fenomen de transport de masa intre doua faze Transferul de masa dintr-o faza in alta este determinat de gradientul de concentratie din fiecare faza Gradientul de concentratie indica si pozitia in care se afla cele doua faze mai aproape sau mai departe de conditiile de echilibru Schimbul de substanta dintre faze se face pana la echilibru cand schimbul de masa inceteaza si concentratia intre cele doua faze devine constanta deplasarea moleculelor se face intotdeauna de la un nivel mai inalt catre unul mai scazut

Absorbtia in lichide higroscopice se bazeaza pe proprietatea unor compusi organici de a absorbi la temperaturi mai scazute umiditatea pe care o cedeaza apoi la temperaturi mai ridicate destul de usor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbtie o instalatie cuprinde ca echipament de baza si echipament auxiliar separatoare de impuritati coloana de absorbtie cu talere coloana de desorbtie schimbatoare de caldura recipienti pentru absorbanti pompe de recirculare etc Dintre absorbantii higroscopici lichizi glicolii mentionati mai jos au cea mai larga raspandire ca deshidratanti si ca inhibitori - monoetilenglicol ( MEG ) - dietilenglicol ( DEG ) - trietilenglicol ( TEG ) - tetraetilenglicol ( TtEG )

3

Industria gaziera opteaza pentru utilizarea trietilenglicolului ( TEG ) pentru puncte de roua cat mai coborate si de asemenea pentru capacitatea de regenerare a trietilenglicolului pana la o concentratie de 99955 de pierderile mici prin vaporizare temperatura initiala de descompunere etc Tetraetilenglicolul se utilizeaza in cazuri speciale pentru punctele de roua intre - 25 0C si - 40 oC

Adsorbtia este un fenomen fizico ndash chimic de suprafata ndash se considera ca o operatie unitara de transfer de masa prin care un component dintr-un amestec fluid este retinut de suprafata unui corp solid cu care fluidul vine in contact Adsorbtia poate fi - fizica cand nu se modifica structura fizica a moleculei adsorbite - chimica (chemosorbtia ) cand este insotita de o reactie chimica Uscarea gazelor naturale prin adsorbtie pe diferite solide desicante se bazeaza pe capacitatea de adsorbtie pe care o manifesta aceste solide fata de vaporii de apa exprimata in Kg apa 100 Kg adsorbant solid Capacitatea de adsorbtie depinde de mai multi factori si anume - de natura adsorbantului - de temperatura sistemului - de presiunea partiala remanenta (de echilibru ) a vaporilor de apa din gaz - de punctual de roua final al gazului

Cu cat temperatura este mai mare cu atat capacitatea de adsorbtie este mai mica si invers

La alegerea adsorbantilor se au in vedere mai multe criterii - natura adsorbantului adsorbantul trebuie sa prezinte o selectivitate mare pentru componentul adsorbit sa nu reactioneze chimic cu acesta si sa aiba o mare capacitate de adsorbtie maxima - temperatura de lucru tendinta de scadere a capacitatii de adsorbtie cu cresterea temperaturii impune alegerea unui adsorbant care in conditii de temperatura ce se pot realiza in modul cel mai economic sa prezinte capacitatea de adsorbtie maxima - concentratia finala a adsorbantului in inert ( gradul de recuperare punctul de roua a gazului uscat etc ) - posibilitatea de regenerare constituie criteriu de cea mai mare importanta economica In timpul functionarii instalatiilor caracteristicile de regenerare a adsorbantilor se modifica aceste caracteristici sunt deosebit de importante in analiza rentabilitatii utilizarii unuia sau altuia dintre adsorbanti - pierderile de presiune pierderile de presiune ale inertului datorita colmatarii stratului de adsorbant reprezinta alt criteriu economic important - pretul de cost

4

12 Umiditatea gazelor naturale

Gazul care se găseşte in contact cu apa indiferent de natura lui se saturează cu vapori de apă la echilibru sau la saturaţie reprezentănd conţinutul maxim posibil pentru o anumită presiune si temperatură Continutul de apa al gazelor cunoscut si sub numele de umiditate creste cu cresterea temperaturii si scăderea presiunii La presiuni joase ( pacircnă la 4hellip 5 bar ) unde sistemul se comportă aproape ideal ( faza gazoasă ascultă de legea lui Dalton si faza lichida de legea lui Raoult iar condiţia de echilibru este data de egalitatea presiunilor partiale ale unui component in cele doua faze ) umiditatea maxima a gazului se poate calcula din ecuatia de echilibru

pg

H 2O=pyH2O

=plH2O =pt H2O iquest xH2O=pt H2O

(11)

unde p ndash reprezintă presiunea sistemului

pg

H 2O - presiunea partiala a vaporilor de apă in faza gazoasă

y H 2O - fractia molară a vaporilor de apă in faza gazoasă

plH 2O - presiunea partială a apei in faza lichida

xH 2 O - fractia molară a apei in faza lichidă

ptH2 O - presiunea de vapori a apei la temperatura t

fiind vorba de un singur component ( xH 2 O= 1) presiunea partiala a apei este chiar presiunea ei de vapori

La presiuni ridicate unde sistemul gaz ndash apa se comporta neideal se constata devieri de la ecuatia ( 11 ) Astfel determinarile experimentale la presiuni ridicate au aratat ca in realitate un gaz contine mai multa apa decat rezulta din ecuatia ( 11) La 436 bar aerul contine la 380C cu 15 si la 160C cu 24 mai multa apa decat cea rezultata din ecuatia (11) Acest fapt se explica prin devierea gazelor de la legea idealitatii prin influienta presiunii externe exercitata de aer gaz natural sau alt gaz inert asupra presiunii de vapori a apei ( conform ecuatiei lui Gibbs ndash pointing presiunea de vapori a unui lichid la o temperatura constanta creste cu cresterea presiunii externe exercitata de un gaz inert ) si prin influenta prezentei unor saruri dizolvate in apa cu care gazul vine in contact prezenta acestor saruri (clorura de sodium calciu si magneziu ) coboara presiunea partiala a apei din faza gazoasa Cercetarile efectuate pe diverse gaze pure si in amestec de diferite compozitii au condos la concluzia ca presiunea temperatura natura gazelor compozitia lor si continutul de impuritati influenteaza asupra umiditatii De

5

aceea continutul efectiv ( real ) al umiditatii gazelor la saturatie ( echilibru ) este mai mare decat umiditatea de saturatie calculate cu ecuatia ( 11 ) astfel

a) cu cresterea presiunii si scaderea temperaturii creste si raportul dintre umiditatea efectiva si cea teoretică rezultată din ecuaţia ( 11 ) b) prezenta in gaze a unor impurităti intr-o proportie mai mare influenţează simţitor asupra umiditătii De exemplu in prezenta CO2 si H2S umiditatea gazelor narurale creste iar azotul din aceste gaze tinde sa coboare umiditatea gazelor c) gazele naturale au o umiditate mai mare decat aerul in aceleasi conditii d) masa molara a gazelor naturale influentiaza si ea asupra umiditatii De exemplu cu cresterea masei molare umiditatea scade De aceea gazele sarace in gazolina ( fractia C3+ ) au o umiditate mai mare decit cele bogate In figura de mai jos este prezentata o diagrama care permite citirea umiditatii gazelor naturale si a gazului metan la saturatie in funcţie de presiunea si temperatura sistemului

Fig11 Umiditatea de echilibru a gazelor naturale in functie de presiune si temperatura

Umiditatea unui gaz se poate exprima fie sub formă de umiditate absolută fie sub formă de umiditate relativă

Umiditatea absolută us sau umiditatea de saturatie sau de echilibru reprezintă raportul dintre masa vaporilor de apă si masa gazului umed ( mH2O + mg )

us=

mH2 O

mg Kg H2O Kg gaz uscat ( 12 )

respectiv

u

s=

mH 2O

mH 2 O+mg Kg H2O Kg gaz umed ( 13 )

Consideracircnd comportarea ideală a gazului umed prin aplicarea legii gazelor ideale celor doi componenti ( gazul uscat si vaporii de apa ) rezultă

6

pH 2OsdotV =

mH 2O

M H 2O

RsdotT ( 14 )

pgsdotV =

mg

M g

RsdotT ( 15 )

psdotV =

mH 2O+mg

M m

RsdotT ( 16 )

unde

pH 2O - reprezintă presiunea partială a vaporilor de apă la echilibru

pH 2O=ptH 2O

( bar )

p - presiunea absolută a sistemului ( bar ) pg - presiunea parţială a gazului ( bar ) mH2O mg - masa vaporilor de apă respectiv a gazului ( Kg ) MH2O Mg Mm - masa molara a apei a gazului respectiv masa molară medie a amestecului ( Kg Kmol ) R - constanta generala a gazelor egala cu 0083 m3 bar Kmol T - temperatura sistemului ( K )

De multe ori umiditatea se exprimă icircn grame apa Nm3 de gaz uscat sau in grame apa Nm3 de gaz umed Se menţionează faptul că pentru presiuni cuprinse intre 10 si 70 bar si temperaturi mai mici de 200C umiditatea us este aproximativ

egală cu us deoarece in acest domeniu se pot neglija p

tH2 O faţă de p iar Mm este

aproximativ egal cu Mg ( acesti termini au fost explicitati mai sus )In practica foarte adesea in locul umiditătii absolute us se foloseste

notiunea de umiditate relativă ϕ ( cunoscută si sub numele de grad de saturare a gazului ) definita ca raportul dintre umiditatea reala a gazului si umiditatea maximă de echilibru si anume

ϕ= p

rH2O

ptH2O

le 1

( 27 ) unde

pr

H2 O - reprezintă presiunea partială reală a vaporilor de apă

in faza gazoasă ( pr

H2 O iquestiquest) In acest caz umiditatea reală ur exprimata in Kg apa Kg gaz uscat va fi data de relatia

7

ur=ϕsdot p

tH2O

pminusptH2O

sdotM H2O

M g ( 28 )

termenii din această ecuatie au fost explicitati in relatiile de mai sus

O proprietate deosebit de importanta in caracterizarea gazelor o constituie punctul sau temperatura de rouă a gazului Se cunosc patru stari ale punctului de roua si anume a) punctual de roua la presiune constanta - este acea temperatura la care apare condensarea vaporilor de apa din gaze cand acesta este racit in conditii izobare b) punctul de rouă la temperatura constantă ndash se obtine prin ridicarea presiunii vaporilor saturati mentinand temperatura constanta c) punctul de roua la volum constant ndash este temperatura de condensare a vaporilor de apa la care gazul devine saturat prin racire la volum constant d) punctul de rouă adiabatic ndash gazele devin saturate cu vapori de apa prin racier adiabatica

Pentru o presiune data punctul de roua al gazului reprezinta temperatura la care apar prin condensare primele picaturi de apa Aceasta temperatura corespunde temperaturii de echilibru sau de saturatie si de aceea pentru cazul idealitatii ea se poate stabilii din ecuatia (21) sau din celelalte ecuatii enuntate

in felul urmator cunoscand umiditatea se calculeaza ptH2 O din aceste ecuatii si

din curba presiunii de vapori a apei se citeste temperatura de roua

corespunzatoare presiunii ptH2 O

Pentru cazul comportarii reale a sistemului temperatura de roua se citeste din diagramele prezentate in fig 11 hellip 14 Cu cacirct conţinutul de apă din gaze este mai mare cu atacirct punctul de rouă este mai ridicat De aceea prin procedeele de uscare a gazelor naturale se urmăreşte de fapt scăderea sau depresarea punctului de rouă Punctul de rouă al vaporilor de apă din gazele naturale corespunde presiunii şi temperaturii la care conţinutul de vapori de apă este egal cu umiditatea de saturaţie Icircn aceste condiţii icircncepe condensarea vaporilor de apă icircn aceeaşi măsură icircn care scade umiditatea de saturaţie Icircn exploatarea gazelor determinarea punctului de rouă se poate efectua măsuracircnd presiunea şi temperatura gazului care părăseşte un separator icircn care se reţine apa Icircn acest caz gazul care părăseşte separatorul este saturat cu vapori de apă

8

Fig 2

Cantitatea de apă conţinută sub formă de vapori saturaţi icircn gazul metan

13 Calitatea gazelor naturale problemă esenţială pentru producători importatori transportatori distribuitori şi utilizatori

Calitatea gazelor naturale influenţiază atributul bdquoGAZELOR NATURALE MARFĂ prin

- conţinutul energetic

- evitarea reducerii capacităţii de transport a conductelor icircn lanţul tehnologic

prin depunerile de particule solide şi lichide antrenate icircn fluxul de gaze

- complicarea tehnologiei de transport distribuţie şi la utilizatori ca urmare a

fenomenelor termodinamice (condensarea hidrocarburilor grele a vaporilor

de apă apariţia criohidraţilor a dopurilor de gheaţă etc)

9

icircn procesele de chimizare a gazelor naturale prezenţa fracţiilor inerte şi de

regulă acide (H2S N2 CO2 etc) produce daune tehnice şi economice

calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale eronează icircn situaţia icircn care

fluidul nu este monofazic măsurarea acestora oricacirct de perfecţionată ar fi

dotarea tehnică a acestei activităţi

- contractele icircntre vacircnzătorii ţi cumpărătorii de gaze naturale impun rigori

deosebite privind calitatea gazelor naturale şi determină prin nerespectarea

penalităţi de ordin cantitativ şi financiar

- icircn instalaţiile tehnologice aferente atacirct extracţiei transportului distribuţiei

cacirct ţi la utilizatori prezenţa impurităţilor mai ales a celor solide conduce la

uzura subansamblelor acestora mergacircnd pacircnă la generarea de accidente

tehnice şi umane cu consecinţe deosebit de grave

- calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale este icircn Romacircnia generatoare

celei mai mari părţi din pierderile fizice de gaze utilizate pentru refularea

acestora din conducte şi instalaţii

- protecţia mediului ambiant (ape de suprafaţă ape curgătoare terenuri

păduri şi icircn special a poluanţilor evacuaţi icircn atmosferă) este puternic

afectată de calitatea necorespunzătoare a gazelor

- randamentul termic la toată gama de utilizatori de gaze naturale icircn procesele

cu flacără directă sunt de asemenea afectate negativ de calitatea

necorespunzătoare a acestui combustibil

Faţă de cele de mai sus şi coroborat cu lipsa de preocupare icircn acest domeniu

icircn Romacircnia mai ales după anii 1990 determină necesitatea aprofundării studierii

domeniului calităţii gazelor naturale mai ales că pe lacircngă tradiţionalele surse

interne (Romgaz Petrom) gazele naturale se vor importa din alte zăcăminte (din

Federaţia Rusă icircn perspectivă din Orientul Mijlociu etc) vor avea o pondere ce va

depăşi la nivelul anului 2010 peste 50 din consumul Romacircniei

Pentru aprofundarea studierii aspectelor privind calitatea gazelor naturale

este necesară cunoaşterea bazelor teoretice a tehnologiei moderne şi a

normativelor icircn vigoare

Gazele naturale comercializabile trebuie să prezinte următoarele

caracteristici şi parametrii tehnologici pe baza cărora se asigură transportul

acestora utilizarea icircn distribuţii publice şi consumatori industriali icircncheierea

contractelor şi prefigurarea planului de afacere ca de exemplu

- compoziţia chimică10

- puterea calorică inferioară şi superioară

- conţinutul de impurităţi solide şi lichide

- punctul de rouă garantat

- debitele livrabile şi coeficientul de uniformitate al acestora

- presiunea de predare şi limitele de variaţie a acesteia

- punctul de predareprimire configuraţia acestuia şi dotarea tehnologică

- sistemele de măsurare şi performanţele acestora

- validarea datelor şi transmisia icircntre părţile din contract

- relaţia de calcul a preţului gazelor

- termenele de plată penalităţi si condiţii speciale (de exemplu forţa majoră)

- durata contractului şi termenii pentru icircncetare a acestora

Icircn Romacircnia condiţionările de mai sus sunt realizate parţial motiv pentru

care neregulile din practica curentă cacirct şi lipsa unor reglementări

binedefinitestandarde depăşite şi legile permisive afectează activitatea de

transporLdistribuţie şi utilizare a gazelor naturale conducacircnd la o lipsă de

economicitatede eficienţă şi de asemenea imposibilitatea dispecerizării (SCADĂ)

a acestui sistem energetic al ţării

CAPITOLUL IIPUNCTUL DE ROUĂ UMIDITATEA GAZELOR

11

21 Punctul de rouă

Punctul de rouă reprezintă temperatura de saturaţie la care are loc condesarea vaporilor de apa din gazele naturale Practic prin uscarea gazelor se urmăreşte realizarea unui anumit punct de rouă (-15 -20 )

Puncul de rouă este Temperatura la care apare primele picături de apă Există o legătură biunivocă icircntre presiune şi punctul de rouă dată de ecuaţia lui Clapeyron

PT = R V

Dacă se diferenţiază se constată că orice modificare a presiunii schimba temperatura de saturaţie şi invers Cacircte puncte de rouă sunt

PP1 = proces izobar - izotermDacă s-a trecut icircn domeniul vaporilor supraicircncăziţi pe izobară ( P = ct) şi izocoră

( V = ct ) icircn punctele 2 şi 3 fie că se află pe o izobară sau pe o izocoră ca să condenseze vapori de apă din gaz putem veni pe 4 drumuri

1 tranformare izotermă ( 0 ) pentru T = constant2 transformare izobară (61) la P = constant3 Dacă se ia izoterma care trece prin punctul 2 şi se vine pe curba de condensare

izocoră4 Dacă se vine de la S = constant (entalpie constantă) se obţine punctul de rouă la

entalpie constantăCu cacirct punctul de rouă este mai scăzut cu atacirct mai mult se diminuiază cantitatea de

vapori prezentă icircn gaze

12

Folosind formula

us=Rg

Rv

∙Pv

PxminusPv

∙ γ g 0 ∙103

in care

us - conţinutul icircn vapori de apă adică umiditatea g saturate [gNm3]Rg - constanta universală a gazului livrat [ kgmkg bull K ] Rv - constanta universală a vaporilor de apă [ kgm kg bull K]Pv - presiunea parţială a vaporilor de apă la t amestecului [kgfm2]Px - presiunea de regim a conductei [kgfm2]γ g0 - greutatea specifică a gazului uscat la starea normală [kgfNm3]

Punctul de rouă se poate determina din diagrama din Fig 3 pentru un amestec de gaz metan si vapori de apa cu o umiditate cunoscuta

Fig3 Determinarea grafică a punctului de rouă

22 Măsurarea conţinutului de umiditate al gazelor

13

Determinarea cantităţii de apă aflată sub formă de vapori icircn gazele naturale se poate face prin metode directe sau prin metode indirecte

1 Metode directe Metodele directe constau icircn măsurarea directă a cantităţii de apă conţinută icircn volume cunoscute de gaze prin metode chimice sau fizico-chimice (adsorbţie şi absorbţie)

a) Metodele chimice se bazează pe detectarea şi determinarea cantitativă a produşilor de reacţie chimică a unor substanţe cu apa conţinută icircn volumesau mase determinate de gaze Aceste metode prezintă dezavantajul că nupot fi aplicate decacirct icircn condiţii de laborator

b) Metodele bazate pe adsorbţie constau icircn trecerea unor volumedeterminate de gaze prin tuburi de sticlă ce conţin un adsorbant (silicageletc) apoi se determină prin cacircntărire creşterea icircn greutate a tuburilor cuadsorbant Aceste metode au precizie nesatisfăcătoare icircn cazul unor gazecu umidităţi mici deoarece reţinerea apei prin adsorbţie nu este totală

c) Metodele bazate pe absorbţie permit determinarea cantităţii de apă dingaze după ce această apă a fost reţinută icircntr-o substanţă absorbantă fieprintr-un procedeu colorimetric fie prin cacircntărire icircn funcţie de naturaabsorbantului folosit Spre exemplu dacă absorbţia se face icircntr-un glicolcantitatea de apă din glicol se poate determina prin titrare cu reactivulFischer procedeu uşor de realizat icircn condiţii de laborator

2 Metode indirecte Metodele indirecte sunt numeroase şi unele din ele au permis realizarea unor aparate utilizate pentru controlul permanent al umidităţii gazelor icircn fluxurile tehnologice icircn care este necesară cunoaşterea punctului de rouă

La noi icircn ţară cele mai utilizate higrometre sunt Higrometrul portabil CERMAX Higrometrul cu rezistenţă CERMET II Higrometrul cu condensare DEWMET

Aparatul Peutron se bazează pe principiul măsurării conţinutului de umiditate prin determinarea punctului de rouă din temperatura de echilibru a materialelor higroscopice Determinarea punctului de rouă se realizează prin măsurări de temperatură cu ajutorul a două termometre Principiul se bazează pe faptul că la aceeaşi temperatură presiunea vaporilor de apă icircntr-o soluţie de sare cristalizată este mai redusă decacirct presiunea de saturaţie a vaporilor de apă

Icircn figura 4 sunt redate icircn mod comparativ presiunea vaporilor de apă a unei soluţii de clorură de litiu cristalizată şi presiunea de saturaţie a vaporilor icircn funcţie de temperatură Atacircta timp cacirct presiunea parţială a vaporilor din aer este mai mare decacirct presiunea parţială a vaporilor din soluţia de clorură de litiu aceasta va absorbi umiditatea din atmosferă Crescacircnd temperatura soluţiei de clorură de litiu aceasta nu mai preia apă din atmosferă stabilindu-se un echilibru icircntre ambele presiuni parţiale ale vaporilor Din graficul prezentat icircn figura 81 se determină temperatura de rouă corespunzătoare temperaturii de echilibru

14

Traductorul de umiditate este prezentat icircn figura 5 avacircnd următoarele repere 1-icircnfăşurarea de icircncălzire 2-vată de sticlă impregnată 3-tub de sticlă 4-termometru 5-termorezistenţă Cacircnd sesizorul şi aerul icircnconjurător au aceeaşi temperatură clorura de litiu absoarbe apă din aer Dacă termorezistenţei i se aplică o tensiune alternativă un curent electric trece prin soluţia de clorură de litiu icircncălzind-o conform legii Joule - Lenz Prin creşterea temperaturii creşte presiunea parţială a vaporilor din soluţie pacircnă la echilibru Cu ajutorul termometrului se măsoară temperatura stratului de LiCl iar din curba presiunii parţiale a vaporilor din soluţie se deduce presiunea parţială a vaporilor (pv)

Figura 4 Presiunea parţială a vaporilor de apă a unei soluţii saturate de LiCl

Figura 5 Sesizorul traductorului de umiditate cu clorură de litiu

15

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

diminuarea considerabila a caracteristicilor de odorizare a odorizantilor ca o consecinta a formarii mercaptidelor d) prezenta apei in gaze duce si la influente negative asupra puterii calorice a lor e) apa antrenata in fluxul de gaze naturale ingreuneaza procesul de masurare a acestora obtinindu-se valori de debit in punctele de masura care nu sunt reale Asa cum s-a aratat mai sus prin uscarea gazelor naturale se urmareste de fapt reducerea continutului de apa din gaze pana la limitele impuse atat de siguranta transportului pe conductele magistrale de distributie de prevenirea unor fenomene de coroziune toate acestea pentru a obtine o calitate cat mai buna a gazelor naturale in punctele de predare preluare comerciale Pentru realizarea uscarii gazelor si prevenirea formarii criohidratilor se cunosc mai multe procedee cum ar fi

- procedee de uscare prin comprimare si ( sau ) racire

- procedee de uscare prin absorbtie in lichide higroscopice ( glicoli solutii de clorura de calciu si litiu )

- procedee de uscare prin adsorbtie pe substante solide desicante ( silicagel alumina activata site moleculare )

- procedee pentru prevenirea formarii criohidratilor prin injectie de metanol sau glicoli in gazele naturale

Cele mai folosite procedee de uscare a gazelor sunt prin absorbtie si prin adsorbtie Absorbtia este un fenomen de transport de masa intre doua faze Transferul de masa dintr-o faza in alta este determinat de gradientul de concentratie din fiecare faza Gradientul de concentratie indica si pozitia in care se afla cele doua faze mai aproape sau mai departe de conditiile de echilibru Schimbul de substanta dintre faze se face pana la echilibru cand schimbul de masa inceteaza si concentratia intre cele doua faze devine constanta deplasarea moleculelor se face intotdeauna de la un nivel mai inalt catre unul mai scazut

Absorbtia in lichide higroscopice se bazeaza pe proprietatea unor compusi organici de a absorbi la temperaturi mai scazute umiditatea pe care o cedeaza apoi la temperaturi mai ridicate destul de usor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbtie o instalatie cuprinde ca echipament de baza si echipament auxiliar separatoare de impuritati coloana de absorbtie cu talere coloana de desorbtie schimbatoare de caldura recipienti pentru absorbanti pompe de recirculare etc Dintre absorbantii higroscopici lichizi glicolii mentionati mai jos au cea mai larga raspandire ca deshidratanti si ca inhibitori - monoetilenglicol ( MEG ) - dietilenglicol ( DEG ) - trietilenglicol ( TEG ) - tetraetilenglicol ( TtEG )

3

Industria gaziera opteaza pentru utilizarea trietilenglicolului ( TEG ) pentru puncte de roua cat mai coborate si de asemenea pentru capacitatea de regenerare a trietilenglicolului pana la o concentratie de 99955 de pierderile mici prin vaporizare temperatura initiala de descompunere etc Tetraetilenglicolul se utilizeaza in cazuri speciale pentru punctele de roua intre - 25 0C si - 40 oC

Adsorbtia este un fenomen fizico ndash chimic de suprafata ndash se considera ca o operatie unitara de transfer de masa prin care un component dintr-un amestec fluid este retinut de suprafata unui corp solid cu care fluidul vine in contact Adsorbtia poate fi - fizica cand nu se modifica structura fizica a moleculei adsorbite - chimica (chemosorbtia ) cand este insotita de o reactie chimica Uscarea gazelor naturale prin adsorbtie pe diferite solide desicante se bazeaza pe capacitatea de adsorbtie pe care o manifesta aceste solide fata de vaporii de apa exprimata in Kg apa 100 Kg adsorbant solid Capacitatea de adsorbtie depinde de mai multi factori si anume - de natura adsorbantului - de temperatura sistemului - de presiunea partiala remanenta (de echilibru ) a vaporilor de apa din gaz - de punctual de roua final al gazului

Cu cat temperatura este mai mare cu atat capacitatea de adsorbtie este mai mica si invers

La alegerea adsorbantilor se au in vedere mai multe criterii - natura adsorbantului adsorbantul trebuie sa prezinte o selectivitate mare pentru componentul adsorbit sa nu reactioneze chimic cu acesta si sa aiba o mare capacitate de adsorbtie maxima - temperatura de lucru tendinta de scadere a capacitatii de adsorbtie cu cresterea temperaturii impune alegerea unui adsorbant care in conditii de temperatura ce se pot realiza in modul cel mai economic sa prezinte capacitatea de adsorbtie maxima - concentratia finala a adsorbantului in inert ( gradul de recuperare punctul de roua a gazului uscat etc ) - posibilitatea de regenerare constituie criteriu de cea mai mare importanta economica In timpul functionarii instalatiilor caracteristicile de regenerare a adsorbantilor se modifica aceste caracteristici sunt deosebit de importante in analiza rentabilitatii utilizarii unuia sau altuia dintre adsorbanti - pierderile de presiune pierderile de presiune ale inertului datorita colmatarii stratului de adsorbant reprezinta alt criteriu economic important - pretul de cost

4

12 Umiditatea gazelor naturale

Gazul care se găseşte in contact cu apa indiferent de natura lui se saturează cu vapori de apă la echilibru sau la saturaţie reprezentănd conţinutul maxim posibil pentru o anumită presiune si temperatură Continutul de apa al gazelor cunoscut si sub numele de umiditate creste cu cresterea temperaturii si scăderea presiunii La presiuni joase ( pacircnă la 4hellip 5 bar ) unde sistemul se comportă aproape ideal ( faza gazoasă ascultă de legea lui Dalton si faza lichida de legea lui Raoult iar condiţia de echilibru este data de egalitatea presiunilor partiale ale unui component in cele doua faze ) umiditatea maxima a gazului se poate calcula din ecuatia de echilibru

pg

H 2O=pyH2O

=plH2O =pt H2O iquest xH2O=pt H2O

(11)

unde p ndash reprezintă presiunea sistemului

pg

H 2O - presiunea partiala a vaporilor de apă in faza gazoasă

y H 2O - fractia molară a vaporilor de apă in faza gazoasă

plH 2O - presiunea partială a apei in faza lichida

xH 2 O - fractia molară a apei in faza lichidă

ptH2 O - presiunea de vapori a apei la temperatura t

fiind vorba de un singur component ( xH 2 O= 1) presiunea partiala a apei este chiar presiunea ei de vapori

La presiuni ridicate unde sistemul gaz ndash apa se comporta neideal se constata devieri de la ecuatia ( 11 ) Astfel determinarile experimentale la presiuni ridicate au aratat ca in realitate un gaz contine mai multa apa decat rezulta din ecuatia ( 11) La 436 bar aerul contine la 380C cu 15 si la 160C cu 24 mai multa apa decat cea rezultata din ecuatia (11) Acest fapt se explica prin devierea gazelor de la legea idealitatii prin influienta presiunii externe exercitata de aer gaz natural sau alt gaz inert asupra presiunii de vapori a apei ( conform ecuatiei lui Gibbs ndash pointing presiunea de vapori a unui lichid la o temperatura constanta creste cu cresterea presiunii externe exercitata de un gaz inert ) si prin influenta prezentei unor saruri dizolvate in apa cu care gazul vine in contact prezenta acestor saruri (clorura de sodium calciu si magneziu ) coboara presiunea partiala a apei din faza gazoasa Cercetarile efectuate pe diverse gaze pure si in amestec de diferite compozitii au condos la concluzia ca presiunea temperatura natura gazelor compozitia lor si continutul de impuritati influenteaza asupra umiditatii De

5

aceea continutul efectiv ( real ) al umiditatii gazelor la saturatie ( echilibru ) este mai mare decat umiditatea de saturatie calculate cu ecuatia ( 11 ) astfel

a) cu cresterea presiunii si scaderea temperaturii creste si raportul dintre umiditatea efectiva si cea teoretică rezultată din ecuaţia ( 11 ) b) prezenta in gaze a unor impurităti intr-o proportie mai mare influenţează simţitor asupra umiditătii De exemplu in prezenta CO2 si H2S umiditatea gazelor narurale creste iar azotul din aceste gaze tinde sa coboare umiditatea gazelor c) gazele naturale au o umiditate mai mare decat aerul in aceleasi conditii d) masa molara a gazelor naturale influentiaza si ea asupra umiditatii De exemplu cu cresterea masei molare umiditatea scade De aceea gazele sarace in gazolina ( fractia C3+ ) au o umiditate mai mare decit cele bogate In figura de mai jos este prezentata o diagrama care permite citirea umiditatii gazelor naturale si a gazului metan la saturatie in funcţie de presiunea si temperatura sistemului

Fig11 Umiditatea de echilibru a gazelor naturale in functie de presiune si temperatura

Umiditatea unui gaz se poate exprima fie sub formă de umiditate absolută fie sub formă de umiditate relativă

Umiditatea absolută us sau umiditatea de saturatie sau de echilibru reprezintă raportul dintre masa vaporilor de apă si masa gazului umed ( mH2O + mg )

us=

mH2 O

mg Kg H2O Kg gaz uscat ( 12 )

respectiv

u

s=

mH 2O

mH 2 O+mg Kg H2O Kg gaz umed ( 13 )

Consideracircnd comportarea ideală a gazului umed prin aplicarea legii gazelor ideale celor doi componenti ( gazul uscat si vaporii de apa ) rezultă

6

pH 2OsdotV =

mH 2O

M H 2O

RsdotT ( 14 )

pgsdotV =

mg

M g

RsdotT ( 15 )

psdotV =

mH 2O+mg

M m

RsdotT ( 16 )

unde

pH 2O - reprezintă presiunea partială a vaporilor de apă la echilibru

pH 2O=ptH 2O

( bar )

p - presiunea absolută a sistemului ( bar ) pg - presiunea parţială a gazului ( bar ) mH2O mg - masa vaporilor de apă respectiv a gazului ( Kg ) MH2O Mg Mm - masa molara a apei a gazului respectiv masa molară medie a amestecului ( Kg Kmol ) R - constanta generala a gazelor egala cu 0083 m3 bar Kmol T - temperatura sistemului ( K )

De multe ori umiditatea se exprimă icircn grame apa Nm3 de gaz uscat sau in grame apa Nm3 de gaz umed Se menţionează faptul că pentru presiuni cuprinse intre 10 si 70 bar si temperaturi mai mici de 200C umiditatea us este aproximativ

egală cu us deoarece in acest domeniu se pot neglija p

tH2 O faţă de p iar Mm este

aproximativ egal cu Mg ( acesti termini au fost explicitati mai sus )In practica foarte adesea in locul umiditătii absolute us se foloseste

notiunea de umiditate relativă ϕ ( cunoscută si sub numele de grad de saturare a gazului ) definita ca raportul dintre umiditatea reala a gazului si umiditatea maximă de echilibru si anume

ϕ= p

rH2O

ptH2O

le 1

( 27 ) unde

pr

H2 O - reprezintă presiunea partială reală a vaporilor de apă

in faza gazoasă ( pr

H2 O iquestiquest) In acest caz umiditatea reală ur exprimata in Kg apa Kg gaz uscat va fi data de relatia

7

ur=ϕsdot p

tH2O

pminusptH2O

sdotM H2O

M g ( 28 )

termenii din această ecuatie au fost explicitati in relatiile de mai sus

O proprietate deosebit de importanta in caracterizarea gazelor o constituie punctul sau temperatura de rouă a gazului Se cunosc patru stari ale punctului de roua si anume a) punctual de roua la presiune constanta - este acea temperatura la care apare condensarea vaporilor de apa din gaze cand acesta este racit in conditii izobare b) punctul de rouă la temperatura constantă ndash se obtine prin ridicarea presiunii vaporilor saturati mentinand temperatura constanta c) punctul de roua la volum constant ndash este temperatura de condensare a vaporilor de apa la care gazul devine saturat prin racire la volum constant d) punctul de rouă adiabatic ndash gazele devin saturate cu vapori de apa prin racier adiabatica

Pentru o presiune data punctul de roua al gazului reprezinta temperatura la care apar prin condensare primele picaturi de apa Aceasta temperatura corespunde temperaturii de echilibru sau de saturatie si de aceea pentru cazul idealitatii ea se poate stabilii din ecuatia (21) sau din celelalte ecuatii enuntate

in felul urmator cunoscand umiditatea se calculeaza ptH2 O din aceste ecuatii si

din curba presiunii de vapori a apei se citeste temperatura de roua

corespunzatoare presiunii ptH2 O

Pentru cazul comportarii reale a sistemului temperatura de roua se citeste din diagramele prezentate in fig 11 hellip 14 Cu cacirct conţinutul de apă din gaze este mai mare cu atacirct punctul de rouă este mai ridicat De aceea prin procedeele de uscare a gazelor naturale se urmăreşte de fapt scăderea sau depresarea punctului de rouă Punctul de rouă al vaporilor de apă din gazele naturale corespunde presiunii şi temperaturii la care conţinutul de vapori de apă este egal cu umiditatea de saturaţie Icircn aceste condiţii icircncepe condensarea vaporilor de apă icircn aceeaşi măsură icircn care scade umiditatea de saturaţie Icircn exploatarea gazelor determinarea punctului de rouă se poate efectua măsuracircnd presiunea şi temperatura gazului care părăseşte un separator icircn care se reţine apa Icircn acest caz gazul care părăseşte separatorul este saturat cu vapori de apă

8

Fig 2

Cantitatea de apă conţinută sub formă de vapori saturaţi icircn gazul metan

13 Calitatea gazelor naturale problemă esenţială pentru producători importatori transportatori distribuitori şi utilizatori

Calitatea gazelor naturale influenţiază atributul bdquoGAZELOR NATURALE MARFĂ prin

- conţinutul energetic

- evitarea reducerii capacităţii de transport a conductelor icircn lanţul tehnologic

prin depunerile de particule solide şi lichide antrenate icircn fluxul de gaze

- complicarea tehnologiei de transport distribuţie şi la utilizatori ca urmare a

fenomenelor termodinamice (condensarea hidrocarburilor grele a vaporilor

de apă apariţia criohidraţilor a dopurilor de gheaţă etc)

9

icircn procesele de chimizare a gazelor naturale prezenţa fracţiilor inerte şi de

regulă acide (H2S N2 CO2 etc) produce daune tehnice şi economice

calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale eronează icircn situaţia icircn care

fluidul nu este monofazic măsurarea acestora oricacirct de perfecţionată ar fi

dotarea tehnică a acestei activităţi

- contractele icircntre vacircnzătorii ţi cumpărătorii de gaze naturale impun rigori

deosebite privind calitatea gazelor naturale şi determină prin nerespectarea

penalităţi de ordin cantitativ şi financiar

- icircn instalaţiile tehnologice aferente atacirct extracţiei transportului distribuţiei

cacirct ţi la utilizatori prezenţa impurităţilor mai ales a celor solide conduce la

uzura subansamblelor acestora mergacircnd pacircnă la generarea de accidente

tehnice şi umane cu consecinţe deosebit de grave

- calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale este icircn Romacircnia generatoare

celei mai mari părţi din pierderile fizice de gaze utilizate pentru refularea

acestora din conducte şi instalaţii

- protecţia mediului ambiant (ape de suprafaţă ape curgătoare terenuri

păduri şi icircn special a poluanţilor evacuaţi icircn atmosferă) este puternic

afectată de calitatea necorespunzătoare a gazelor

- randamentul termic la toată gama de utilizatori de gaze naturale icircn procesele

cu flacără directă sunt de asemenea afectate negativ de calitatea

necorespunzătoare a acestui combustibil

Faţă de cele de mai sus şi coroborat cu lipsa de preocupare icircn acest domeniu

icircn Romacircnia mai ales după anii 1990 determină necesitatea aprofundării studierii

domeniului calităţii gazelor naturale mai ales că pe lacircngă tradiţionalele surse

interne (Romgaz Petrom) gazele naturale se vor importa din alte zăcăminte (din

Federaţia Rusă icircn perspectivă din Orientul Mijlociu etc) vor avea o pondere ce va

depăşi la nivelul anului 2010 peste 50 din consumul Romacircniei

Pentru aprofundarea studierii aspectelor privind calitatea gazelor naturale

este necesară cunoaşterea bazelor teoretice a tehnologiei moderne şi a

normativelor icircn vigoare

Gazele naturale comercializabile trebuie să prezinte următoarele

caracteristici şi parametrii tehnologici pe baza cărora se asigură transportul

acestora utilizarea icircn distribuţii publice şi consumatori industriali icircncheierea

contractelor şi prefigurarea planului de afacere ca de exemplu

- compoziţia chimică10

- puterea calorică inferioară şi superioară

- conţinutul de impurităţi solide şi lichide

- punctul de rouă garantat

- debitele livrabile şi coeficientul de uniformitate al acestora

- presiunea de predare şi limitele de variaţie a acesteia

- punctul de predareprimire configuraţia acestuia şi dotarea tehnologică

- sistemele de măsurare şi performanţele acestora

- validarea datelor şi transmisia icircntre părţile din contract

- relaţia de calcul a preţului gazelor

- termenele de plată penalităţi si condiţii speciale (de exemplu forţa majoră)

- durata contractului şi termenii pentru icircncetare a acestora

Icircn Romacircnia condiţionările de mai sus sunt realizate parţial motiv pentru

care neregulile din practica curentă cacirct şi lipsa unor reglementări

binedefinitestandarde depăşite şi legile permisive afectează activitatea de

transporLdistribuţie şi utilizare a gazelor naturale conducacircnd la o lipsă de

economicitatede eficienţă şi de asemenea imposibilitatea dispecerizării (SCADĂ)

a acestui sistem energetic al ţării

CAPITOLUL IIPUNCTUL DE ROUĂ UMIDITATEA GAZELOR

11

21 Punctul de rouă

Punctul de rouă reprezintă temperatura de saturaţie la care are loc condesarea vaporilor de apa din gazele naturale Practic prin uscarea gazelor se urmăreşte realizarea unui anumit punct de rouă (-15 -20 )

Puncul de rouă este Temperatura la care apare primele picături de apă Există o legătură biunivocă icircntre presiune şi punctul de rouă dată de ecuaţia lui Clapeyron

PT = R V

Dacă se diferenţiază se constată că orice modificare a presiunii schimba temperatura de saturaţie şi invers Cacircte puncte de rouă sunt

PP1 = proces izobar - izotermDacă s-a trecut icircn domeniul vaporilor supraicircncăziţi pe izobară ( P = ct) şi izocoră

( V = ct ) icircn punctele 2 şi 3 fie că se află pe o izobară sau pe o izocoră ca să condenseze vapori de apă din gaz putem veni pe 4 drumuri

1 tranformare izotermă ( 0 ) pentru T = constant2 transformare izobară (61) la P = constant3 Dacă se ia izoterma care trece prin punctul 2 şi se vine pe curba de condensare

izocoră4 Dacă se vine de la S = constant (entalpie constantă) se obţine punctul de rouă la

entalpie constantăCu cacirct punctul de rouă este mai scăzut cu atacirct mai mult se diminuiază cantitatea de

vapori prezentă icircn gaze

12

Folosind formula

us=Rg

Rv

∙Pv

PxminusPv

∙ γ g 0 ∙103

in care

us - conţinutul icircn vapori de apă adică umiditatea g saturate [gNm3]Rg - constanta universală a gazului livrat [ kgmkg bull K ] Rv - constanta universală a vaporilor de apă [ kgm kg bull K]Pv - presiunea parţială a vaporilor de apă la t amestecului [kgfm2]Px - presiunea de regim a conductei [kgfm2]γ g0 - greutatea specifică a gazului uscat la starea normală [kgfNm3]

Punctul de rouă se poate determina din diagrama din Fig 3 pentru un amestec de gaz metan si vapori de apa cu o umiditate cunoscuta

Fig3 Determinarea grafică a punctului de rouă

22 Măsurarea conţinutului de umiditate al gazelor

13

Determinarea cantităţii de apă aflată sub formă de vapori icircn gazele naturale se poate face prin metode directe sau prin metode indirecte

1 Metode directe Metodele directe constau icircn măsurarea directă a cantităţii de apă conţinută icircn volume cunoscute de gaze prin metode chimice sau fizico-chimice (adsorbţie şi absorbţie)

a) Metodele chimice se bazează pe detectarea şi determinarea cantitativă a produşilor de reacţie chimică a unor substanţe cu apa conţinută icircn volumesau mase determinate de gaze Aceste metode prezintă dezavantajul că nupot fi aplicate decacirct icircn condiţii de laborator

b) Metodele bazate pe adsorbţie constau icircn trecerea unor volumedeterminate de gaze prin tuburi de sticlă ce conţin un adsorbant (silicageletc) apoi se determină prin cacircntărire creşterea icircn greutate a tuburilor cuadsorbant Aceste metode au precizie nesatisfăcătoare icircn cazul unor gazecu umidităţi mici deoarece reţinerea apei prin adsorbţie nu este totală

c) Metodele bazate pe absorbţie permit determinarea cantităţii de apă dingaze după ce această apă a fost reţinută icircntr-o substanţă absorbantă fieprintr-un procedeu colorimetric fie prin cacircntărire icircn funcţie de naturaabsorbantului folosit Spre exemplu dacă absorbţia se face icircntr-un glicolcantitatea de apă din glicol se poate determina prin titrare cu reactivulFischer procedeu uşor de realizat icircn condiţii de laborator

2 Metode indirecte Metodele indirecte sunt numeroase şi unele din ele au permis realizarea unor aparate utilizate pentru controlul permanent al umidităţii gazelor icircn fluxurile tehnologice icircn care este necesară cunoaşterea punctului de rouă

La noi icircn ţară cele mai utilizate higrometre sunt Higrometrul portabil CERMAX Higrometrul cu rezistenţă CERMET II Higrometrul cu condensare DEWMET

Aparatul Peutron se bazează pe principiul măsurării conţinutului de umiditate prin determinarea punctului de rouă din temperatura de echilibru a materialelor higroscopice Determinarea punctului de rouă se realizează prin măsurări de temperatură cu ajutorul a două termometre Principiul se bazează pe faptul că la aceeaşi temperatură presiunea vaporilor de apă icircntr-o soluţie de sare cristalizată este mai redusă decacirct presiunea de saturaţie a vaporilor de apă

Icircn figura 4 sunt redate icircn mod comparativ presiunea vaporilor de apă a unei soluţii de clorură de litiu cristalizată şi presiunea de saturaţie a vaporilor icircn funcţie de temperatură Atacircta timp cacirct presiunea parţială a vaporilor din aer este mai mare decacirct presiunea parţială a vaporilor din soluţia de clorură de litiu aceasta va absorbi umiditatea din atmosferă Crescacircnd temperatura soluţiei de clorură de litiu aceasta nu mai preia apă din atmosferă stabilindu-se un echilibru icircntre ambele presiuni parţiale ale vaporilor Din graficul prezentat icircn figura 81 se determină temperatura de rouă corespunzătoare temperaturii de echilibru

14

Traductorul de umiditate este prezentat icircn figura 5 avacircnd următoarele repere 1-icircnfăşurarea de icircncălzire 2-vată de sticlă impregnată 3-tub de sticlă 4-termometru 5-termorezistenţă Cacircnd sesizorul şi aerul icircnconjurător au aceeaşi temperatură clorura de litiu absoarbe apă din aer Dacă termorezistenţei i se aplică o tensiune alternativă un curent electric trece prin soluţia de clorură de litiu icircncălzind-o conform legii Joule - Lenz Prin creşterea temperaturii creşte presiunea parţială a vaporilor din soluţie pacircnă la echilibru Cu ajutorul termometrului se măsoară temperatura stratului de LiCl iar din curba presiunii parţiale a vaporilor din soluţie se deduce presiunea parţială a vaporilor (pv)

Figura 4 Presiunea parţială a vaporilor de apă a unei soluţii saturate de LiCl

Figura 5 Sesizorul traductorului de umiditate cu clorură de litiu

15

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Industria gaziera opteaza pentru utilizarea trietilenglicolului ( TEG ) pentru puncte de roua cat mai coborate si de asemenea pentru capacitatea de regenerare a trietilenglicolului pana la o concentratie de 99955 de pierderile mici prin vaporizare temperatura initiala de descompunere etc Tetraetilenglicolul se utilizeaza in cazuri speciale pentru punctele de roua intre - 25 0C si - 40 oC

Adsorbtia este un fenomen fizico ndash chimic de suprafata ndash se considera ca o operatie unitara de transfer de masa prin care un component dintr-un amestec fluid este retinut de suprafata unui corp solid cu care fluidul vine in contact Adsorbtia poate fi - fizica cand nu se modifica structura fizica a moleculei adsorbite - chimica (chemosorbtia ) cand este insotita de o reactie chimica Uscarea gazelor naturale prin adsorbtie pe diferite solide desicante se bazeaza pe capacitatea de adsorbtie pe care o manifesta aceste solide fata de vaporii de apa exprimata in Kg apa 100 Kg adsorbant solid Capacitatea de adsorbtie depinde de mai multi factori si anume - de natura adsorbantului - de temperatura sistemului - de presiunea partiala remanenta (de echilibru ) a vaporilor de apa din gaz - de punctual de roua final al gazului

Cu cat temperatura este mai mare cu atat capacitatea de adsorbtie este mai mica si invers

La alegerea adsorbantilor se au in vedere mai multe criterii - natura adsorbantului adsorbantul trebuie sa prezinte o selectivitate mare pentru componentul adsorbit sa nu reactioneze chimic cu acesta si sa aiba o mare capacitate de adsorbtie maxima - temperatura de lucru tendinta de scadere a capacitatii de adsorbtie cu cresterea temperaturii impune alegerea unui adsorbant care in conditii de temperatura ce se pot realiza in modul cel mai economic sa prezinte capacitatea de adsorbtie maxima - concentratia finala a adsorbantului in inert ( gradul de recuperare punctul de roua a gazului uscat etc ) - posibilitatea de regenerare constituie criteriu de cea mai mare importanta economica In timpul functionarii instalatiilor caracteristicile de regenerare a adsorbantilor se modifica aceste caracteristici sunt deosebit de importante in analiza rentabilitatii utilizarii unuia sau altuia dintre adsorbanti - pierderile de presiune pierderile de presiune ale inertului datorita colmatarii stratului de adsorbant reprezinta alt criteriu economic important - pretul de cost

4

12 Umiditatea gazelor naturale

Gazul care se găseşte in contact cu apa indiferent de natura lui se saturează cu vapori de apă la echilibru sau la saturaţie reprezentănd conţinutul maxim posibil pentru o anumită presiune si temperatură Continutul de apa al gazelor cunoscut si sub numele de umiditate creste cu cresterea temperaturii si scăderea presiunii La presiuni joase ( pacircnă la 4hellip 5 bar ) unde sistemul se comportă aproape ideal ( faza gazoasă ascultă de legea lui Dalton si faza lichida de legea lui Raoult iar condiţia de echilibru este data de egalitatea presiunilor partiale ale unui component in cele doua faze ) umiditatea maxima a gazului se poate calcula din ecuatia de echilibru

pg

H 2O=pyH2O

=plH2O =pt H2O iquest xH2O=pt H2O

(11)

unde p ndash reprezintă presiunea sistemului

pg

H 2O - presiunea partiala a vaporilor de apă in faza gazoasă

y H 2O - fractia molară a vaporilor de apă in faza gazoasă

plH 2O - presiunea partială a apei in faza lichida

xH 2 O - fractia molară a apei in faza lichidă

ptH2 O - presiunea de vapori a apei la temperatura t

fiind vorba de un singur component ( xH 2 O= 1) presiunea partiala a apei este chiar presiunea ei de vapori

La presiuni ridicate unde sistemul gaz ndash apa se comporta neideal se constata devieri de la ecuatia ( 11 ) Astfel determinarile experimentale la presiuni ridicate au aratat ca in realitate un gaz contine mai multa apa decat rezulta din ecuatia ( 11) La 436 bar aerul contine la 380C cu 15 si la 160C cu 24 mai multa apa decat cea rezultata din ecuatia (11) Acest fapt se explica prin devierea gazelor de la legea idealitatii prin influienta presiunii externe exercitata de aer gaz natural sau alt gaz inert asupra presiunii de vapori a apei ( conform ecuatiei lui Gibbs ndash pointing presiunea de vapori a unui lichid la o temperatura constanta creste cu cresterea presiunii externe exercitata de un gaz inert ) si prin influenta prezentei unor saruri dizolvate in apa cu care gazul vine in contact prezenta acestor saruri (clorura de sodium calciu si magneziu ) coboara presiunea partiala a apei din faza gazoasa Cercetarile efectuate pe diverse gaze pure si in amestec de diferite compozitii au condos la concluzia ca presiunea temperatura natura gazelor compozitia lor si continutul de impuritati influenteaza asupra umiditatii De

5

aceea continutul efectiv ( real ) al umiditatii gazelor la saturatie ( echilibru ) este mai mare decat umiditatea de saturatie calculate cu ecuatia ( 11 ) astfel

a) cu cresterea presiunii si scaderea temperaturii creste si raportul dintre umiditatea efectiva si cea teoretică rezultată din ecuaţia ( 11 ) b) prezenta in gaze a unor impurităti intr-o proportie mai mare influenţează simţitor asupra umiditătii De exemplu in prezenta CO2 si H2S umiditatea gazelor narurale creste iar azotul din aceste gaze tinde sa coboare umiditatea gazelor c) gazele naturale au o umiditate mai mare decat aerul in aceleasi conditii d) masa molara a gazelor naturale influentiaza si ea asupra umiditatii De exemplu cu cresterea masei molare umiditatea scade De aceea gazele sarace in gazolina ( fractia C3+ ) au o umiditate mai mare decit cele bogate In figura de mai jos este prezentata o diagrama care permite citirea umiditatii gazelor naturale si a gazului metan la saturatie in funcţie de presiunea si temperatura sistemului

Fig11 Umiditatea de echilibru a gazelor naturale in functie de presiune si temperatura

Umiditatea unui gaz se poate exprima fie sub formă de umiditate absolută fie sub formă de umiditate relativă

Umiditatea absolută us sau umiditatea de saturatie sau de echilibru reprezintă raportul dintre masa vaporilor de apă si masa gazului umed ( mH2O + mg )

us=

mH2 O

mg Kg H2O Kg gaz uscat ( 12 )

respectiv

u

s=

mH 2O

mH 2 O+mg Kg H2O Kg gaz umed ( 13 )

Consideracircnd comportarea ideală a gazului umed prin aplicarea legii gazelor ideale celor doi componenti ( gazul uscat si vaporii de apa ) rezultă

6

pH 2OsdotV =

mH 2O

M H 2O

RsdotT ( 14 )

pgsdotV =

mg

M g

RsdotT ( 15 )

psdotV =

mH 2O+mg

M m

RsdotT ( 16 )

unde

pH 2O - reprezintă presiunea partială a vaporilor de apă la echilibru

pH 2O=ptH 2O

( bar )

p - presiunea absolută a sistemului ( bar ) pg - presiunea parţială a gazului ( bar ) mH2O mg - masa vaporilor de apă respectiv a gazului ( Kg ) MH2O Mg Mm - masa molara a apei a gazului respectiv masa molară medie a amestecului ( Kg Kmol ) R - constanta generala a gazelor egala cu 0083 m3 bar Kmol T - temperatura sistemului ( K )

De multe ori umiditatea se exprimă icircn grame apa Nm3 de gaz uscat sau in grame apa Nm3 de gaz umed Se menţionează faptul că pentru presiuni cuprinse intre 10 si 70 bar si temperaturi mai mici de 200C umiditatea us este aproximativ

egală cu us deoarece in acest domeniu se pot neglija p

tH2 O faţă de p iar Mm este

aproximativ egal cu Mg ( acesti termini au fost explicitati mai sus )In practica foarte adesea in locul umiditătii absolute us se foloseste

notiunea de umiditate relativă ϕ ( cunoscută si sub numele de grad de saturare a gazului ) definita ca raportul dintre umiditatea reala a gazului si umiditatea maximă de echilibru si anume

ϕ= p

rH2O

ptH2O

le 1

( 27 ) unde

pr

H2 O - reprezintă presiunea partială reală a vaporilor de apă

in faza gazoasă ( pr

H2 O iquestiquest) In acest caz umiditatea reală ur exprimata in Kg apa Kg gaz uscat va fi data de relatia

7

ur=ϕsdot p

tH2O

pminusptH2O

sdotM H2O

M g ( 28 )

termenii din această ecuatie au fost explicitati in relatiile de mai sus

O proprietate deosebit de importanta in caracterizarea gazelor o constituie punctul sau temperatura de rouă a gazului Se cunosc patru stari ale punctului de roua si anume a) punctual de roua la presiune constanta - este acea temperatura la care apare condensarea vaporilor de apa din gaze cand acesta este racit in conditii izobare b) punctul de rouă la temperatura constantă ndash se obtine prin ridicarea presiunii vaporilor saturati mentinand temperatura constanta c) punctul de roua la volum constant ndash este temperatura de condensare a vaporilor de apa la care gazul devine saturat prin racire la volum constant d) punctul de rouă adiabatic ndash gazele devin saturate cu vapori de apa prin racier adiabatica

Pentru o presiune data punctul de roua al gazului reprezinta temperatura la care apar prin condensare primele picaturi de apa Aceasta temperatura corespunde temperaturii de echilibru sau de saturatie si de aceea pentru cazul idealitatii ea se poate stabilii din ecuatia (21) sau din celelalte ecuatii enuntate

in felul urmator cunoscand umiditatea se calculeaza ptH2 O din aceste ecuatii si

din curba presiunii de vapori a apei se citeste temperatura de roua

corespunzatoare presiunii ptH2 O

Pentru cazul comportarii reale a sistemului temperatura de roua se citeste din diagramele prezentate in fig 11 hellip 14 Cu cacirct conţinutul de apă din gaze este mai mare cu atacirct punctul de rouă este mai ridicat De aceea prin procedeele de uscare a gazelor naturale se urmăreşte de fapt scăderea sau depresarea punctului de rouă Punctul de rouă al vaporilor de apă din gazele naturale corespunde presiunii şi temperaturii la care conţinutul de vapori de apă este egal cu umiditatea de saturaţie Icircn aceste condiţii icircncepe condensarea vaporilor de apă icircn aceeaşi măsură icircn care scade umiditatea de saturaţie Icircn exploatarea gazelor determinarea punctului de rouă se poate efectua măsuracircnd presiunea şi temperatura gazului care părăseşte un separator icircn care se reţine apa Icircn acest caz gazul care părăseşte separatorul este saturat cu vapori de apă

8

Fig 2

Cantitatea de apă conţinută sub formă de vapori saturaţi icircn gazul metan

13 Calitatea gazelor naturale problemă esenţială pentru producători importatori transportatori distribuitori şi utilizatori

Calitatea gazelor naturale influenţiază atributul bdquoGAZELOR NATURALE MARFĂ prin

- conţinutul energetic

- evitarea reducerii capacităţii de transport a conductelor icircn lanţul tehnologic

prin depunerile de particule solide şi lichide antrenate icircn fluxul de gaze

- complicarea tehnologiei de transport distribuţie şi la utilizatori ca urmare a

fenomenelor termodinamice (condensarea hidrocarburilor grele a vaporilor

de apă apariţia criohidraţilor a dopurilor de gheaţă etc)

9

icircn procesele de chimizare a gazelor naturale prezenţa fracţiilor inerte şi de

regulă acide (H2S N2 CO2 etc) produce daune tehnice şi economice

calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale eronează icircn situaţia icircn care

fluidul nu este monofazic măsurarea acestora oricacirct de perfecţionată ar fi

dotarea tehnică a acestei activităţi

- contractele icircntre vacircnzătorii ţi cumpărătorii de gaze naturale impun rigori

deosebite privind calitatea gazelor naturale şi determină prin nerespectarea

penalităţi de ordin cantitativ şi financiar

- icircn instalaţiile tehnologice aferente atacirct extracţiei transportului distribuţiei

cacirct ţi la utilizatori prezenţa impurităţilor mai ales a celor solide conduce la

uzura subansamblelor acestora mergacircnd pacircnă la generarea de accidente

tehnice şi umane cu consecinţe deosebit de grave

- calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale este icircn Romacircnia generatoare

celei mai mari părţi din pierderile fizice de gaze utilizate pentru refularea

acestora din conducte şi instalaţii

- protecţia mediului ambiant (ape de suprafaţă ape curgătoare terenuri

păduri şi icircn special a poluanţilor evacuaţi icircn atmosferă) este puternic

afectată de calitatea necorespunzătoare a gazelor

- randamentul termic la toată gama de utilizatori de gaze naturale icircn procesele

cu flacără directă sunt de asemenea afectate negativ de calitatea

necorespunzătoare a acestui combustibil

Faţă de cele de mai sus şi coroborat cu lipsa de preocupare icircn acest domeniu

icircn Romacircnia mai ales după anii 1990 determină necesitatea aprofundării studierii

domeniului calităţii gazelor naturale mai ales că pe lacircngă tradiţionalele surse

interne (Romgaz Petrom) gazele naturale se vor importa din alte zăcăminte (din

Federaţia Rusă icircn perspectivă din Orientul Mijlociu etc) vor avea o pondere ce va

depăşi la nivelul anului 2010 peste 50 din consumul Romacircniei

Pentru aprofundarea studierii aspectelor privind calitatea gazelor naturale

este necesară cunoaşterea bazelor teoretice a tehnologiei moderne şi a

normativelor icircn vigoare

Gazele naturale comercializabile trebuie să prezinte următoarele

caracteristici şi parametrii tehnologici pe baza cărora se asigură transportul

acestora utilizarea icircn distribuţii publice şi consumatori industriali icircncheierea

contractelor şi prefigurarea planului de afacere ca de exemplu

- compoziţia chimică10

- puterea calorică inferioară şi superioară

- conţinutul de impurităţi solide şi lichide

- punctul de rouă garantat

- debitele livrabile şi coeficientul de uniformitate al acestora

- presiunea de predare şi limitele de variaţie a acesteia

- punctul de predareprimire configuraţia acestuia şi dotarea tehnologică

- sistemele de măsurare şi performanţele acestora

- validarea datelor şi transmisia icircntre părţile din contract

- relaţia de calcul a preţului gazelor

- termenele de plată penalităţi si condiţii speciale (de exemplu forţa majoră)

- durata contractului şi termenii pentru icircncetare a acestora

Icircn Romacircnia condiţionările de mai sus sunt realizate parţial motiv pentru

care neregulile din practica curentă cacirct şi lipsa unor reglementări

binedefinitestandarde depăşite şi legile permisive afectează activitatea de

transporLdistribuţie şi utilizare a gazelor naturale conducacircnd la o lipsă de

economicitatede eficienţă şi de asemenea imposibilitatea dispecerizării (SCADĂ)

a acestui sistem energetic al ţării

CAPITOLUL IIPUNCTUL DE ROUĂ UMIDITATEA GAZELOR

11

21 Punctul de rouă

Punctul de rouă reprezintă temperatura de saturaţie la care are loc condesarea vaporilor de apa din gazele naturale Practic prin uscarea gazelor se urmăreşte realizarea unui anumit punct de rouă (-15 -20 )

Puncul de rouă este Temperatura la care apare primele picături de apă Există o legătură biunivocă icircntre presiune şi punctul de rouă dată de ecuaţia lui Clapeyron

PT = R V

Dacă se diferenţiază se constată că orice modificare a presiunii schimba temperatura de saturaţie şi invers Cacircte puncte de rouă sunt

PP1 = proces izobar - izotermDacă s-a trecut icircn domeniul vaporilor supraicircncăziţi pe izobară ( P = ct) şi izocoră

( V = ct ) icircn punctele 2 şi 3 fie că se află pe o izobară sau pe o izocoră ca să condenseze vapori de apă din gaz putem veni pe 4 drumuri

1 tranformare izotermă ( 0 ) pentru T = constant2 transformare izobară (61) la P = constant3 Dacă se ia izoterma care trece prin punctul 2 şi se vine pe curba de condensare

izocoră4 Dacă se vine de la S = constant (entalpie constantă) se obţine punctul de rouă la

entalpie constantăCu cacirct punctul de rouă este mai scăzut cu atacirct mai mult se diminuiază cantitatea de

vapori prezentă icircn gaze

12

Folosind formula

us=Rg

Rv

∙Pv

PxminusPv

∙ γ g 0 ∙103

in care

us - conţinutul icircn vapori de apă adică umiditatea g saturate [gNm3]Rg - constanta universală a gazului livrat [ kgmkg bull K ] Rv - constanta universală a vaporilor de apă [ kgm kg bull K]Pv - presiunea parţială a vaporilor de apă la t amestecului [kgfm2]Px - presiunea de regim a conductei [kgfm2]γ g0 - greutatea specifică a gazului uscat la starea normală [kgfNm3]

Punctul de rouă se poate determina din diagrama din Fig 3 pentru un amestec de gaz metan si vapori de apa cu o umiditate cunoscuta

Fig3 Determinarea grafică a punctului de rouă

22 Măsurarea conţinutului de umiditate al gazelor

13

Determinarea cantităţii de apă aflată sub formă de vapori icircn gazele naturale se poate face prin metode directe sau prin metode indirecte

1 Metode directe Metodele directe constau icircn măsurarea directă a cantităţii de apă conţinută icircn volume cunoscute de gaze prin metode chimice sau fizico-chimice (adsorbţie şi absorbţie)

a) Metodele chimice se bazează pe detectarea şi determinarea cantitativă a produşilor de reacţie chimică a unor substanţe cu apa conţinută icircn volumesau mase determinate de gaze Aceste metode prezintă dezavantajul că nupot fi aplicate decacirct icircn condiţii de laborator

b) Metodele bazate pe adsorbţie constau icircn trecerea unor volumedeterminate de gaze prin tuburi de sticlă ce conţin un adsorbant (silicageletc) apoi se determină prin cacircntărire creşterea icircn greutate a tuburilor cuadsorbant Aceste metode au precizie nesatisfăcătoare icircn cazul unor gazecu umidităţi mici deoarece reţinerea apei prin adsorbţie nu este totală

c) Metodele bazate pe absorbţie permit determinarea cantităţii de apă dingaze după ce această apă a fost reţinută icircntr-o substanţă absorbantă fieprintr-un procedeu colorimetric fie prin cacircntărire icircn funcţie de naturaabsorbantului folosit Spre exemplu dacă absorbţia se face icircntr-un glicolcantitatea de apă din glicol se poate determina prin titrare cu reactivulFischer procedeu uşor de realizat icircn condiţii de laborator

2 Metode indirecte Metodele indirecte sunt numeroase şi unele din ele au permis realizarea unor aparate utilizate pentru controlul permanent al umidităţii gazelor icircn fluxurile tehnologice icircn care este necesară cunoaşterea punctului de rouă

La noi icircn ţară cele mai utilizate higrometre sunt Higrometrul portabil CERMAX Higrometrul cu rezistenţă CERMET II Higrometrul cu condensare DEWMET

Aparatul Peutron se bazează pe principiul măsurării conţinutului de umiditate prin determinarea punctului de rouă din temperatura de echilibru a materialelor higroscopice Determinarea punctului de rouă se realizează prin măsurări de temperatură cu ajutorul a două termometre Principiul se bazează pe faptul că la aceeaşi temperatură presiunea vaporilor de apă icircntr-o soluţie de sare cristalizată este mai redusă decacirct presiunea de saturaţie a vaporilor de apă

Icircn figura 4 sunt redate icircn mod comparativ presiunea vaporilor de apă a unei soluţii de clorură de litiu cristalizată şi presiunea de saturaţie a vaporilor icircn funcţie de temperatură Atacircta timp cacirct presiunea parţială a vaporilor din aer este mai mare decacirct presiunea parţială a vaporilor din soluţia de clorură de litiu aceasta va absorbi umiditatea din atmosferă Crescacircnd temperatura soluţiei de clorură de litiu aceasta nu mai preia apă din atmosferă stabilindu-se un echilibru icircntre ambele presiuni parţiale ale vaporilor Din graficul prezentat icircn figura 81 se determină temperatura de rouă corespunzătoare temperaturii de echilibru

14

Traductorul de umiditate este prezentat icircn figura 5 avacircnd următoarele repere 1-icircnfăşurarea de icircncălzire 2-vată de sticlă impregnată 3-tub de sticlă 4-termometru 5-termorezistenţă Cacircnd sesizorul şi aerul icircnconjurător au aceeaşi temperatură clorura de litiu absoarbe apă din aer Dacă termorezistenţei i se aplică o tensiune alternativă un curent electric trece prin soluţia de clorură de litiu icircncălzind-o conform legii Joule - Lenz Prin creşterea temperaturii creşte presiunea parţială a vaporilor din soluţie pacircnă la echilibru Cu ajutorul termometrului se măsoară temperatura stratului de LiCl iar din curba presiunii parţiale a vaporilor din soluţie se deduce presiunea parţială a vaporilor (pv)

Figura 4 Presiunea parţială a vaporilor de apă a unei soluţii saturate de LiCl

Figura 5 Sesizorul traductorului de umiditate cu clorură de litiu

15

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

12 Umiditatea gazelor naturale

Gazul care se găseşte in contact cu apa indiferent de natura lui se saturează cu vapori de apă la echilibru sau la saturaţie reprezentănd conţinutul maxim posibil pentru o anumită presiune si temperatură Continutul de apa al gazelor cunoscut si sub numele de umiditate creste cu cresterea temperaturii si scăderea presiunii La presiuni joase ( pacircnă la 4hellip 5 bar ) unde sistemul se comportă aproape ideal ( faza gazoasă ascultă de legea lui Dalton si faza lichida de legea lui Raoult iar condiţia de echilibru este data de egalitatea presiunilor partiale ale unui component in cele doua faze ) umiditatea maxima a gazului se poate calcula din ecuatia de echilibru

pg

H 2O=pyH2O

=plH2O =pt H2O iquest xH2O=pt H2O

(11)

unde p ndash reprezintă presiunea sistemului

pg

H 2O - presiunea partiala a vaporilor de apă in faza gazoasă

y H 2O - fractia molară a vaporilor de apă in faza gazoasă

plH 2O - presiunea partială a apei in faza lichida

xH 2 O - fractia molară a apei in faza lichidă

ptH2 O - presiunea de vapori a apei la temperatura t

fiind vorba de un singur component ( xH 2 O= 1) presiunea partiala a apei este chiar presiunea ei de vapori

La presiuni ridicate unde sistemul gaz ndash apa se comporta neideal se constata devieri de la ecuatia ( 11 ) Astfel determinarile experimentale la presiuni ridicate au aratat ca in realitate un gaz contine mai multa apa decat rezulta din ecuatia ( 11) La 436 bar aerul contine la 380C cu 15 si la 160C cu 24 mai multa apa decat cea rezultata din ecuatia (11) Acest fapt se explica prin devierea gazelor de la legea idealitatii prin influienta presiunii externe exercitata de aer gaz natural sau alt gaz inert asupra presiunii de vapori a apei ( conform ecuatiei lui Gibbs ndash pointing presiunea de vapori a unui lichid la o temperatura constanta creste cu cresterea presiunii externe exercitata de un gaz inert ) si prin influenta prezentei unor saruri dizolvate in apa cu care gazul vine in contact prezenta acestor saruri (clorura de sodium calciu si magneziu ) coboara presiunea partiala a apei din faza gazoasa Cercetarile efectuate pe diverse gaze pure si in amestec de diferite compozitii au condos la concluzia ca presiunea temperatura natura gazelor compozitia lor si continutul de impuritati influenteaza asupra umiditatii De

5

aceea continutul efectiv ( real ) al umiditatii gazelor la saturatie ( echilibru ) este mai mare decat umiditatea de saturatie calculate cu ecuatia ( 11 ) astfel

a) cu cresterea presiunii si scaderea temperaturii creste si raportul dintre umiditatea efectiva si cea teoretică rezultată din ecuaţia ( 11 ) b) prezenta in gaze a unor impurităti intr-o proportie mai mare influenţează simţitor asupra umiditătii De exemplu in prezenta CO2 si H2S umiditatea gazelor narurale creste iar azotul din aceste gaze tinde sa coboare umiditatea gazelor c) gazele naturale au o umiditate mai mare decat aerul in aceleasi conditii d) masa molara a gazelor naturale influentiaza si ea asupra umiditatii De exemplu cu cresterea masei molare umiditatea scade De aceea gazele sarace in gazolina ( fractia C3+ ) au o umiditate mai mare decit cele bogate In figura de mai jos este prezentata o diagrama care permite citirea umiditatii gazelor naturale si a gazului metan la saturatie in funcţie de presiunea si temperatura sistemului

Fig11 Umiditatea de echilibru a gazelor naturale in functie de presiune si temperatura

Umiditatea unui gaz se poate exprima fie sub formă de umiditate absolută fie sub formă de umiditate relativă

Umiditatea absolută us sau umiditatea de saturatie sau de echilibru reprezintă raportul dintre masa vaporilor de apă si masa gazului umed ( mH2O + mg )

us=

mH2 O

mg Kg H2O Kg gaz uscat ( 12 )

respectiv

u

s=

mH 2O

mH 2 O+mg Kg H2O Kg gaz umed ( 13 )

Consideracircnd comportarea ideală a gazului umed prin aplicarea legii gazelor ideale celor doi componenti ( gazul uscat si vaporii de apa ) rezultă

6

pH 2OsdotV =

mH 2O

M H 2O

RsdotT ( 14 )

pgsdotV =

mg

M g

RsdotT ( 15 )

psdotV =

mH 2O+mg

M m

RsdotT ( 16 )

unde

pH 2O - reprezintă presiunea partială a vaporilor de apă la echilibru

pH 2O=ptH 2O

( bar )

p - presiunea absolută a sistemului ( bar ) pg - presiunea parţială a gazului ( bar ) mH2O mg - masa vaporilor de apă respectiv a gazului ( Kg ) MH2O Mg Mm - masa molara a apei a gazului respectiv masa molară medie a amestecului ( Kg Kmol ) R - constanta generala a gazelor egala cu 0083 m3 bar Kmol T - temperatura sistemului ( K )

De multe ori umiditatea se exprimă icircn grame apa Nm3 de gaz uscat sau in grame apa Nm3 de gaz umed Se menţionează faptul că pentru presiuni cuprinse intre 10 si 70 bar si temperaturi mai mici de 200C umiditatea us este aproximativ

egală cu us deoarece in acest domeniu se pot neglija p

tH2 O faţă de p iar Mm este

aproximativ egal cu Mg ( acesti termini au fost explicitati mai sus )In practica foarte adesea in locul umiditătii absolute us se foloseste

notiunea de umiditate relativă ϕ ( cunoscută si sub numele de grad de saturare a gazului ) definita ca raportul dintre umiditatea reala a gazului si umiditatea maximă de echilibru si anume

ϕ= p

rH2O

ptH2O

le 1

( 27 ) unde

pr

H2 O - reprezintă presiunea partială reală a vaporilor de apă

in faza gazoasă ( pr

H2 O iquestiquest) In acest caz umiditatea reală ur exprimata in Kg apa Kg gaz uscat va fi data de relatia

7

ur=ϕsdot p

tH2O

pminusptH2O

sdotM H2O

M g ( 28 )

termenii din această ecuatie au fost explicitati in relatiile de mai sus

O proprietate deosebit de importanta in caracterizarea gazelor o constituie punctul sau temperatura de rouă a gazului Se cunosc patru stari ale punctului de roua si anume a) punctual de roua la presiune constanta - este acea temperatura la care apare condensarea vaporilor de apa din gaze cand acesta este racit in conditii izobare b) punctul de rouă la temperatura constantă ndash se obtine prin ridicarea presiunii vaporilor saturati mentinand temperatura constanta c) punctul de roua la volum constant ndash este temperatura de condensare a vaporilor de apa la care gazul devine saturat prin racire la volum constant d) punctul de rouă adiabatic ndash gazele devin saturate cu vapori de apa prin racier adiabatica

Pentru o presiune data punctul de roua al gazului reprezinta temperatura la care apar prin condensare primele picaturi de apa Aceasta temperatura corespunde temperaturii de echilibru sau de saturatie si de aceea pentru cazul idealitatii ea se poate stabilii din ecuatia (21) sau din celelalte ecuatii enuntate

in felul urmator cunoscand umiditatea se calculeaza ptH2 O din aceste ecuatii si

din curba presiunii de vapori a apei se citeste temperatura de roua

corespunzatoare presiunii ptH2 O

Pentru cazul comportarii reale a sistemului temperatura de roua se citeste din diagramele prezentate in fig 11 hellip 14 Cu cacirct conţinutul de apă din gaze este mai mare cu atacirct punctul de rouă este mai ridicat De aceea prin procedeele de uscare a gazelor naturale se urmăreşte de fapt scăderea sau depresarea punctului de rouă Punctul de rouă al vaporilor de apă din gazele naturale corespunde presiunii şi temperaturii la care conţinutul de vapori de apă este egal cu umiditatea de saturaţie Icircn aceste condiţii icircncepe condensarea vaporilor de apă icircn aceeaşi măsură icircn care scade umiditatea de saturaţie Icircn exploatarea gazelor determinarea punctului de rouă se poate efectua măsuracircnd presiunea şi temperatura gazului care părăseşte un separator icircn care se reţine apa Icircn acest caz gazul care părăseşte separatorul este saturat cu vapori de apă

8

Fig 2

Cantitatea de apă conţinută sub formă de vapori saturaţi icircn gazul metan

13 Calitatea gazelor naturale problemă esenţială pentru producători importatori transportatori distribuitori şi utilizatori

Calitatea gazelor naturale influenţiază atributul bdquoGAZELOR NATURALE MARFĂ prin

- conţinutul energetic

- evitarea reducerii capacităţii de transport a conductelor icircn lanţul tehnologic

prin depunerile de particule solide şi lichide antrenate icircn fluxul de gaze

- complicarea tehnologiei de transport distribuţie şi la utilizatori ca urmare a

fenomenelor termodinamice (condensarea hidrocarburilor grele a vaporilor

de apă apariţia criohidraţilor a dopurilor de gheaţă etc)

9

icircn procesele de chimizare a gazelor naturale prezenţa fracţiilor inerte şi de

regulă acide (H2S N2 CO2 etc) produce daune tehnice şi economice

calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale eronează icircn situaţia icircn care

fluidul nu este monofazic măsurarea acestora oricacirct de perfecţionată ar fi

dotarea tehnică a acestei activităţi

- contractele icircntre vacircnzătorii ţi cumpărătorii de gaze naturale impun rigori

deosebite privind calitatea gazelor naturale şi determină prin nerespectarea

penalităţi de ordin cantitativ şi financiar

- icircn instalaţiile tehnologice aferente atacirct extracţiei transportului distribuţiei

cacirct ţi la utilizatori prezenţa impurităţilor mai ales a celor solide conduce la

uzura subansamblelor acestora mergacircnd pacircnă la generarea de accidente

tehnice şi umane cu consecinţe deosebit de grave

- calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale este icircn Romacircnia generatoare

celei mai mari părţi din pierderile fizice de gaze utilizate pentru refularea

acestora din conducte şi instalaţii

- protecţia mediului ambiant (ape de suprafaţă ape curgătoare terenuri

păduri şi icircn special a poluanţilor evacuaţi icircn atmosferă) este puternic

afectată de calitatea necorespunzătoare a gazelor

- randamentul termic la toată gama de utilizatori de gaze naturale icircn procesele

cu flacără directă sunt de asemenea afectate negativ de calitatea

necorespunzătoare a acestui combustibil

Faţă de cele de mai sus şi coroborat cu lipsa de preocupare icircn acest domeniu

icircn Romacircnia mai ales după anii 1990 determină necesitatea aprofundării studierii

domeniului calităţii gazelor naturale mai ales că pe lacircngă tradiţionalele surse

interne (Romgaz Petrom) gazele naturale se vor importa din alte zăcăminte (din

Federaţia Rusă icircn perspectivă din Orientul Mijlociu etc) vor avea o pondere ce va

depăşi la nivelul anului 2010 peste 50 din consumul Romacircniei

Pentru aprofundarea studierii aspectelor privind calitatea gazelor naturale

este necesară cunoaşterea bazelor teoretice a tehnologiei moderne şi a

normativelor icircn vigoare

Gazele naturale comercializabile trebuie să prezinte următoarele

caracteristici şi parametrii tehnologici pe baza cărora se asigură transportul

acestora utilizarea icircn distribuţii publice şi consumatori industriali icircncheierea

contractelor şi prefigurarea planului de afacere ca de exemplu

- compoziţia chimică10

- puterea calorică inferioară şi superioară

- conţinutul de impurităţi solide şi lichide

- punctul de rouă garantat

- debitele livrabile şi coeficientul de uniformitate al acestora

- presiunea de predare şi limitele de variaţie a acesteia

- punctul de predareprimire configuraţia acestuia şi dotarea tehnologică

- sistemele de măsurare şi performanţele acestora

- validarea datelor şi transmisia icircntre părţile din contract

- relaţia de calcul a preţului gazelor

- termenele de plată penalităţi si condiţii speciale (de exemplu forţa majoră)

- durata contractului şi termenii pentru icircncetare a acestora

Icircn Romacircnia condiţionările de mai sus sunt realizate parţial motiv pentru

care neregulile din practica curentă cacirct şi lipsa unor reglementări

binedefinitestandarde depăşite şi legile permisive afectează activitatea de

transporLdistribuţie şi utilizare a gazelor naturale conducacircnd la o lipsă de

economicitatede eficienţă şi de asemenea imposibilitatea dispecerizării (SCADĂ)

a acestui sistem energetic al ţării

CAPITOLUL IIPUNCTUL DE ROUĂ UMIDITATEA GAZELOR

11

21 Punctul de rouă

Punctul de rouă reprezintă temperatura de saturaţie la care are loc condesarea vaporilor de apa din gazele naturale Practic prin uscarea gazelor se urmăreşte realizarea unui anumit punct de rouă (-15 -20 )

Puncul de rouă este Temperatura la care apare primele picături de apă Există o legătură biunivocă icircntre presiune şi punctul de rouă dată de ecuaţia lui Clapeyron

PT = R V

Dacă se diferenţiază se constată că orice modificare a presiunii schimba temperatura de saturaţie şi invers Cacircte puncte de rouă sunt

PP1 = proces izobar - izotermDacă s-a trecut icircn domeniul vaporilor supraicircncăziţi pe izobară ( P = ct) şi izocoră

( V = ct ) icircn punctele 2 şi 3 fie că se află pe o izobară sau pe o izocoră ca să condenseze vapori de apă din gaz putem veni pe 4 drumuri

1 tranformare izotermă ( 0 ) pentru T = constant2 transformare izobară (61) la P = constant3 Dacă se ia izoterma care trece prin punctul 2 şi se vine pe curba de condensare

izocoră4 Dacă se vine de la S = constant (entalpie constantă) se obţine punctul de rouă la

entalpie constantăCu cacirct punctul de rouă este mai scăzut cu atacirct mai mult se diminuiază cantitatea de

vapori prezentă icircn gaze

12

Folosind formula

us=Rg

Rv

∙Pv

PxminusPv

∙ γ g 0 ∙103

in care

us - conţinutul icircn vapori de apă adică umiditatea g saturate [gNm3]Rg - constanta universală a gazului livrat [ kgmkg bull K ] Rv - constanta universală a vaporilor de apă [ kgm kg bull K]Pv - presiunea parţială a vaporilor de apă la t amestecului [kgfm2]Px - presiunea de regim a conductei [kgfm2]γ g0 - greutatea specifică a gazului uscat la starea normală [kgfNm3]

Punctul de rouă se poate determina din diagrama din Fig 3 pentru un amestec de gaz metan si vapori de apa cu o umiditate cunoscuta

Fig3 Determinarea grafică a punctului de rouă

22 Măsurarea conţinutului de umiditate al gazelor

13

Determinarea cantităţii de apă aflată sub formă de vapori icircn gazele naturale se poate face prin metode directe sau prin metode indirecte

1 Metode directe Metodele directe constau icircn măsurarea directă a cantităţii de apă conţinută icircn volume cunoscute de gaze prin metode chimice sau fizico-chimice (adsorbţie şi absorbţie)

a) Metodele chimice se bazează pe detectarea şi determinarea cantitativă a produşilor de reacţie chimică a unor substanţe cu apa conţinută icircn volumesau mase determinate de gaze Aceste metode prezintă dezavantajul că nupot fi aplicate decacirct icircn condiţii de laborator

b) Metodele bazate pe adsorbţie constau icircn trecerea unor volumedeterminate de gaze prin tuburi de sticlă ce conţin un adsorbant (silicageletc) apoi se determină prin cacircntărire creşterea icircn greutate a tuburilor cuadsorbant Aceste metode au precizie nesatisfăcătoare icircn cazul unor gazecu umidităţi mici deoarece reţinerea apei prin adsorbţie nu este totală

c) Metodele bazate pe absorbţie permit determinarea cantităţii de apă dingaze după ce această apă a fost reţinută icircntr-o substanţă absorbantă fieprintr-un procedeu colorimetric fie prin cacircntărire icircn funcţie de naturaabsorbantului folosit Spre exemplu dacă absorbţia se face icircntr-un glicolcantitatea de apă din glicol se poate determina prin titrare cu reactivulFischer procedeu uşor de realizat icircn condiţii de laborator

2 Metode indirecte Metodele indirecte sunt numeroase şi unele din ele au permis realizarea unor aparate utilizate pentru controlul permanent al umidităţii gazelor icircn fluxurile tehnologice icircn care este necesară cunoaşterea punctului de rouă

La noi icircn ţară cele mai utilizate higrometre sunt Higrometrul portabil CERMAX Higrometrul cu rezistenţă CERMET II Higrometrul cu condensare DEWMET

Aparatul Peutron se bazează pe principiul măsurării conţinutului de umiditate prin determinarea punctului de rouă din temperatura de echilibru a materialelor higroscopice Determinarea punctului de rouă se realizează prin măsurări de temperatură cu ajutorul a două termometre Principiul se bazează pe faptul că la aceeaşi temperatură presiunea vaporilor de apă icircntr-o soluţie de sare cristalizată este mai redusă decacirct presiunea de saturaţie a vaporilor de apă

Icircn figura 4 sunt redate icircn mod comparativ presiunea vaporilor de apă a unei soluţii de clorură de litiu cristalizată şi presiunea de saturaţie a vaporilor icircn funcţie de temperatură Atacircta timp cacirct presiunea parţială a vaporilor din aer este mai mare decacirct presiunea parţială a vaporilor din soluţia de clorură de litiu aceasta va absorbi umiditatea din atmosferă Crescacircnd temperatura soluţiei de clorură de litiu aceasta nu mai preia apă din atmosferă stabilindu-se un echilibru icircntre ambele presiuni parţiale ale vaporilor Din graficul prezentat icircn figura 81 se determină temperatura de rouă corespunzătoare temperaturii de echilibru

14

Traductorul de umiditate este prezentat icircn figura 5 avacircnd următoarele repere 1-icircnfăşurarea de icircncălzire 2-vată de sticlă impregnată 3-tub de sticlă 4-termometru 5-termorezistenţă Cacircnd sesizorul şi aerul icircnconjurător au aceeaşi temperatură clorura de litiu absoarbe apă din aer Dacă termorezistenţei i se aplică o tensiune alternativă un curent electric trece prin soluţia de clorură de litiu icircncălzind-o conform legii Joule - Lenz Prin creşterea temperaturii creşte presiunea parţială a vaporilor din soluţie pacircnă la echilibru Cu ajutorul termometrului se măsoară temperatura stratului de LiCl iar din curba presiunii parţiale a vaporilor din soluţie se deduce presiunea parţială a vaporilor (pv)

Figura 4 Presiunea parţială a vaporilor de apă a unei soluţii saturate de LiCl

Figura 5 Sesizorul traductorului de umiditate cu clorură de litiu

15

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

aceea continutul efectiv ( real ) al umiditatii gazelor la saturatie ( echilibru ) este mai mare decat umiditatea de saturatie calculate cu ecuatia ( 11 ) astfel

a) cu cresterea presiunii si scaderea temperaturii creste si raportul dintre umiditatea efectiva si cea teoretică rezultată din ecuaţia ( 11 ) b) prezenta in gaze a unor impurităti intr-o proportie mai mare influenţează simţitor asupra umiditătii De exemplu in prezenta CO2 si H2S umiditatea gazelor narurale creste iar azotul din aceste gaze tinde sa coboare umiditatea gazelor c) gazele naturale au o umiditate mai mare decat aerul in aceleasi conditii d) masa molara a gazelor naturale influentiaza si ea asupra umiditatii De exemplu cu cresterea masei molare umiditatea scade De aceea gazele sarace in gazolina ( fractia C3+ ) au o umiditate mai mare decit cele bogate In figura de mai jos este prezentata o diagrama care permite citirea umiditatii gazelor naturale si a gazului metan la saturatie in funcţie de presiunea si temperatura sistemului

Fig11 Umiditatea de echilibru a gazelor naturale in functie de presiune si temperatura

Umiditatea unui gaz se poate exprima fie sub formă de umiditate absolută fie sub formă de umiditate relativă

Umiditatea absolută us sau umiditatea de saturatie sau de echilibru reprezintă raportul dintre masa vaporilor de apă si masa gazului umed ( mH2O + mg )

us=

mH2 O

mg Kg H2O Kg gaz uscat ( 12 )

respectiv

u

s=

mH 2O

mH 2 O+mg Kg H2O Kg gaz umed ( 13 )

Consideracircnd comportarea ideală a gazului umed prin aplicarea legii gazelor ideale celor doi componenti ( gazul uscat si vaporii de apa ) rezultă

6

pH 2OsdotV =

mH 2O

M H 2O

RsdotT ( 14 )

pgsdotV =

mg

M g

RsdotT ( 15 )

psdotV =

mH 2O+mg

M m

RsdotT ( 16 )

unde

pH 2O - reprezintă presiunea partială a vaporilor de apă la echilibru

pH 2O=ptH 2O

( bar )

p - presiunea absolută a sistemului ( bar ) pg - presiunea parţială a gazului ( bar ) mH2O mg - masa vaporilor de apă respectiv a gazului ( Kg ) MH2O Mg Mm - masa molara a apei a gazului respectiv masa molară medie a amestecului ( Kg Kmol ) R - constanta generala a gazelor egala cu 0083 m3 bar Kmol T - temperatura sistemului ( K )

De multe ori umiditatea se exprimă icircn grame apa Nm3 de gaz uscat sau in grame apa Nm3 de gaz umed Se menţionează faptul că pentru presiuni cuprinse intre 10 si 70 bar si temperaturi mai mici de 200C umiditatea us este aproximativ

egală cu us deoarece in acest domeniu se pot neglija p

tH2 O faţă de p iar Mm este

aproximativ egal cu Mg ( acesti termini au fost explicitati mai sus )In practica foarte adesea in locul umiditătii absolute us se foloseste

notiunea de umiditate relativă ϕ ( cunoscută si sub numele de grad de saturare a gazului ) definita ca raportul dintre umiditatea reala a gazului si umiditatea maximă de echilibru si anume

ϕ= p

rH2O

ptH2O

le 1

( 27 ) unde

pr

H2 O - reprezintă presiunea partială reală a vaporilor de apă

in faza gazoasă ( pr

H2 O iquestiquest) In acest caz umiditatea reală ur exprimata in Kg apa Kg gaz uscat va fi data de relatia

7

ur=ϕsdot p

tH2O

pminusptH2O

sdotM H2O

M g ( 28 )

termenii din această ecuatie au fost explicitati in relatiile de mai sus

O proprietate deosebit de importanta in caracterizarea gazelor o constituie punctul sau temperatura de rouă a gazului Se cunosc patru stari ale punctului de roua si anume a) punctual de roua la presiune constanta - este acea temperatura la care apare condensarea vaporilor de apa din gaze cand acesta este racit in conditii izobare b) punctul de rouă la temperatura constantă ndash se obtine prin ridicarea presiunii vaporilor saturati mentinand temperatura constanta c) punctul de roua la volum constant ndash este temperatura de condensare a vaporilor de apa la care gazul devine saturat prin racire la volum constant d) punctul de rouă adiabatic ndash gazele devin saturate cu vapori de apa prin racier adiabatica

Pentru o presiune data punctul de roua al gazului reprezinta temperatura la care apar prin condensare primele picaturi de apa Aceasta temperatura corespunde temperaturii de echilibru sau de saturatie si de aceea pentru cazul idealitatii ea se poate stabilii din ecuatia (21) sau din celelalte ecuatii enuntate

in felul urmator cunoscand umiditatea se calculeaza ptH2 O din aceste ecuatii si

din curba presiunii de vapori a apei se citeste temperatura de roua

corespunzatoare presiunii ptH2 O

Pentru cazul comportarii reale a sistemului temperatura de roua se citeste din diagramele prezentate in fig 11 hellip 14 Cu cacirct conţinutul de apă din gaze este mai mare cu atacirct punctul de rouă este mai ridicat De aceea prin procedeele de uscare a gazelor naturale se urmăreşte de fapt scăderea sau depresarea punctului de rouă Punctul de rouă al vaporilor de apă din gazele naturale corespunde presiunii şi temperaturii la care conţinutul de vapori de apă este egal cu umiditatea de saturaţie Icircn aceste condiţii icircncepe condensarea vaporilor de apă icircn aceeaşi măsură icircn care scade umiditatea de saturaţie Icircn exploatarea gazelor determinarea punctului de rouă se poate efectua măsuracircnd presiunea şi temperatura gazului care părăseşte un separator icircn care se reţine apa Icircn acest caz gazul care părăseşte separatorul este saturat cu vapori de apă

8

Fig 2

Cantitatea de apă conţinută sub formă de vapori saturaţi icircn gazul metan

13 Calitatea gazelor naturale problemă esenţială pentru producători importatori transportatori distribuitori şi utilizatori

Calitatea gazelor naturale influenţiază atributul bdquoGAZELOR NATURALE MARFĂ prin

- conţinutul energetic

- evitarea reducerii capacităţii de transport a conductelor icircn lanţul tehnologic

prin depunerile de particule solide şi lichide antrenate icircn fluxul de gaze

- complicarea tehnologiei de transport distribuţie şi la utilizatori ca urmare a

fenomenelor termodinamice (condensarea hidrocarburilor grele a vaporilor

de apă apariţia criohidraţilor a dopurilor de gheaţă etc)

9

icircn procesele de chimizare a gazelor naturale prezenţa fracţiilor inerte şi de

regulă acide (H2S N2 CO2 etc) produce daune tehnice şi economice

calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale eronează icircn situaţia icircn care

fluidul nu este monofazic măsurarea acestora oricacirct de perfecţionată ar fi

dotarea tehnică a acestei activităţi

- contractele icircntre vacircnzătorii ţi cumpărătorii de gaze naturale impun rigori

deosebite privind calitatea gazelor naturale şi determină prin nerespectarea

penalităţi de ordin cantitativ şi financiar

- icircn instalaţiile tehnologice aferente atacirct extracţiei transportului distribuţiei

cacirct ţi la utilizatori prezenţa impurităţilor mai ales a celor solide conduce la

uzura subansamblelor acestora mergacircnd pacircnă la generarea de accidente

tehnice şi umane cu consecinţe deosebit de grave

- calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale este icircn Romacircnia generatoare

celei mai mari părţi din pierderile fizice de gaze utilizate pentru refularea

acestora din conducte şi instalaţii

- protecţia mediului ambiant (ape de suprafaţă ape curgătoare terenuri

păduri şi icircn special a poluanţilor evacuaţi icircn atmosferă) este puternic

afectată de calitatea necorespunzătoare a gazelor

- randamentul termic la toată gama de utilizatori de gaze naturale icircn procesele

cu flacără directă sunt de asemenea afectate negativ de calitatea

necorespunzătoare a acestui combustibil

Faţă de cele de mai sus şi coroborat cu lipsa de preocupare icircn acest domeniu

icircn Romacircnia mai ales după anii 1990 determină necesitatea aprofundării studierii

domeniului calităţii gazelor naturale mai ales că pe lacircngă tradiţionalele surse

interne (Romgaz Petrom) gazele naturale se vor importa din alte zăcăminte (din

Federaţia Rusă icircn perspectivă din Orientul Mijlociu etc) vor avea o pondere ce va

depăşi la nivelul anului 2010 peste 50 din consumul Romacircniei

Pentru aprofundarea studierii aspectelor privind calitatea gazelor naturale

este necesară cunoaşterea bazelor teoretice a tehnologiei moderne şi a

normativelor icircn vigoare

Gazele naturale comercializabile trebuie să prezinte următoarele

caracteristici şi parametrii tehnologici pe baza cărora se asigură transportul

acestora utilizarea icircn distribuţii publice şi consumatori industriali icircncheierea

contractelor şi prefigurarea planului de afacere ca de exemplu

- compoziţia chimică10

- puterea calorică inferioară şi superioară

- conţinutul de impurităţi solide şi lichide

- punctul de rouă garantat

- debitele livrabile şi coeficientul de uniformitate al acestora

- presiunea de predare şi limitele de variaţie a acesteia

- punctul de predareprimire configuraţia acestuia şi dotarea tehnologică

- sistemele de măsurare şi performanţele acestora

- validarea datelor şi transmisia icircntre părţile din contract

- relaţia de calcul a preţului gazelor

- termenele de plată penalităţi si condiţii speciale (de exemplu forţa majoră)

- durata contractului şi termenii pentru icircncetare a acestora

Icircn Romacircnia condiţionările de mai sus sunt realizate parţial motiv pentru

care neregulile din practica curentă cacirct şi lipsa unor reglementări

binedefinitestandarde depăşite şi legile permisive afectează activitatea de

transporLdistribuţie şi utilizare a gazelor naturale conducacircnd la o lipsă de

economicitatede eficienţă şi de asemenea imposibilitatea dispecerizării (SCADĂ)

a acestui sistem energetic al ţării

CAPITOLUL IIPUNCTUL DE ROUĂ UMIDITATEA GAZELOR

11

21 Punctul de rouă

Punctul de rouă reprezintă temperatura de saturaţie la care are loc condesarea vaporilor de apa din gazele naturale Practic prin uscarea gazelor se urmăreşte realizarea unui anumit punct de rouă (-15 -20 )

Puncul de rouă este Temperatura la care apare primele picături de apă Există o legătură biunivocă icircntre presiune şi punctul de rouă dată de ecuaţia lui Clapeyron

PT = R V

Dacă se diferenţiază se constată că orice modificare a presiunii schimba temperatura de saturaţie şi invers Cacircte puncte de rouă sunt

PP1 = proces izobar - izotermDacă s-a trecut icircn domeniul vaporilor supraicircncăziţi pe izobară ( P = ct) şi izocoră

( V = ct ) icircn punctele 2 şi 3 fie că se află pe o izobară sau pe o izocoră ca să condenseze vapori de apă din gaz putem veni pe 4 drumuri

1 tranformare izotermă ( 0 ) pentru T = constant2 transformare izobară (61) la P = constant3 Dacă se ia izoterma care trece prin punctul 2 şi se vine pe curba de condensare

izocoră4 Dacă se vine de la S = constant (entalpie constantă) se obţine punctul de rouă la

entalpie constantăCu cacirct punctul de rouă este mai scăzut cu atacirct mai mult se diminuiază cantitatea de

vapori prezentă icircn gaze

12

Folosind formula

us=Rg

Rv

∙Pv

PxminusPv

∙ γ g 0 ∙103

in care

us - conţinutul icircn vapori de apă adică umiditatea g saturate [gNm3]Rg - constanta universală a gazului livrat [ kgmkg bull K ] Rv - constanta universală a vaporilor de apă [ kgm kg bull K]Pv - presiunea parţială a vaporilor de apă la t amestecului [kgfm2]Px - presiunea de regim a conductei [kgfm2]γ g0 - greutatea specifică a gazului uscat la starea normală [kgfNm3]

Punctul de rouă se poate determina din diagrama din Fig 3 pentru un amestec de gaz metan si vapori de apa cu o umiditate cunoscuta

Fig3 Determinarea grafică a punctului de rouă

22 Măsurarea conţinutului de umiditate al gazelor

13

Determinarea cantităţii de apă aflată sub formă de vapori icircn gazele naturale se poate face prin metode directe sau prin metode indirecte

1 Metode directe Metodele directe constau icircn măsurarea directă a cantităţii de apă conţinută icircn volume cunoscute de gaze prin metode chimice sau fizico-chimice (adsorbţie şi absorbţie)

a) Metodele chimice se bazează pe detectarea şi determinarea cantitativă a produşilor de reacţie chimică a unor substanţe cu apa conţinută icircn volumesau mase determinate de gaze Aceste metode prezintă dezavantajul că nupot fi aplicate decacirct icircn condiţii de laborator

b) Metodele bazate pe adsorbţie constau icircn trecerea unor volumedeterminate de gaze prin tuburi de sticlă ce conţin un adsorbant (silicageletc) apoi se determină prin cacircntărire creşterea icircn greutate a tuburilor cuadsorbant Aceste metode au precizie nesatisfăcătoare icircn cazul unor gazecu umidităţi mici deoarece reţinerea apei prin adsorbţie nu este totală

c) Metodele bazate pe absorbţie permit determinarea cantităţii de apă dingaze după ce această apă a fost reţinută icircntr-o substanţă absorbantă fieprintr-un procedeu colorimetric fie prin cacircntărire icircn funcţie de naturaabsorbantului folosit Spre exemplu dacă absorbţia se face icircntr-un glicolcantitatea de apă din glicol se poate determina prin titrare cu reactivulFischer procedeu uşor de realizat icircn condiţii de laborator

2 Metode indirecte Metodele indirecte sunt numeroase şi unele din ele au permis realizarea unor aparate utilizate pentru controlul permanent al umidităţii gazelor icircn fluxurile tehnologice icircn care este necesară cunoaşterea punctului de rouă

La noi icircn ţară cele mai utilizate higrometre sunt Higrometrul portabil CERMAX Higrometrul cu rezistenţă CERMET II Higrometrul cu condensare DEWMET

Aparatul Peutron se bazează pe principiul măsurării conţinutului de umiditate prin determinarea punctului de rouă din temperatura de echilibru a materialelor higroscopice Determinarea punctului de rouă se realizează prin măsurări de temperatură cu ajutorul a două termometre Principiul se bazează pe faptul că la aceeaşi temperatură presiunea vaporilor de apă icircntr-o soluţie de sare cristalizată este mai redusă decacirct presiunea de saturaţie a vaporilor de apă

Icircn figura 4 sunt redate icircn mod comparativ presiunea vaporilor de apă a unei soluţii de clorură de litiu cristalizată şi presiunea de saturaţie a vaporilor icircn funcţie de temperatură Atacircta timp cacirct presiunea parţială a vaporilor din aer este mai mare decacirct presiunea parţială a vaporilor din soluţia de clorură de litiu aceasta va absorbi umiditatea din atmosferă Crescacircnd temperatura soluţiei de clorură de litiu aceasta nu mai preia apă din atmosferă stabilindu-se un echilibru icircntre ambele presiuni parţiale ale vaporilor Din graficul prezentat icircn figura 81 se determină temperatura de rouă corespunzătoare temperaturii de echilibru

14

Traductorul de umiditate este prezentat icircn figura 5 avacircnd următoarele repere 1-icircnfăşurarea de icircncălzire 2-vată de sticlă impregnată 3-tub de sticlă 4-termometru 5-termorezistenţă Cacircnd sesizorul şi aerul icircnconjurător au aceeaşi temperatură clorura de litiu absoarbe apă din aer Dacă termorezistenţei i se aplică o tensiune alternativă un curent electric trece prin soluţia de clorură de litiu icircncălzind-o conform legii Joule - Lenz Prin creşterea temperaturii creşte presiunea parţială a vaporilor din soluţie pacircnă la echilibru Cu ajutorul termometrului se măsoară temperatura stratului de LiCl iar din curba presiunii parţiale a vaporilor din soluţie se deduce presiunea parţială a vaporilor (pv)

Figura 4 Presiunea parţială a vaporilor de apă a unei soluţii saturate de LiCl

Figura 5 Sesizorul traductorului de umiditate cu clorură de litiu

15

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

pH 2OsdotV =

mH 2O

M H 2O

RsdotT ( 14 )

pgsdotV =

mg

M g

RsdotT ( 15 )

psdotV =

mH 2O+mg

M m

RsdotT ( 16 )

unde

pH 2O - reprezintă presiunea partială a vaporilor de apă la echilibru

pH 2O=ptH 2O

( bar )

p - presiunea absolută a sistemului ( bar ) pg - presiunea parţială a gazului ( bar ) mH2O mg - masa vaporilor de apă respectiv a gazului ( Kg ) MH2O Mg Mm - masa molara a apei a gazului respectiv masa molară medie a amestecului ( Kg Kmol ) R - constanta generala a gazelor egala cu 0083 m3 bar Kmol T - temperatura sistemului ( K )

De multe ori umiditatea se exprimă icircn grame apa Nm3 de gaz uscat sau in grame apa Nm3 de gaz umed Se menţionează faptul că pentru presiuni cuprinse intre 10 si 70 bar si temperaturi mai mici de 200C umiditatea us este aproximativ

egală cu us deoarece in acest domeniu se pot neglija p

tH2 O faţă de p iar Mm este

aproximativ egal cu Mg ( acesti termini au fost explicitati mai sus )In practica foarte adesea in locul umiditătii absolute us se foloseste

notiunea de umiditate relativă ϕ ( cunoscută si sub numele de grad de saturare a gazului ) definita ca raportul dintre umiditatea reala a gazului si umiditatea maximă de echilibru si anume

ϕ= p

rH2O

ptH2O

le 1

( 27 ) unde

pr

H2 O - reprezintă presiunea partială reală a vaporilor de apă

in faza gazoasă ( pr

H2 O iquestiquest) In acest caz umiditatea reală ur exprimata in Kg apa Kg gaz uscat va fi data de relatia

7

ur=ϕsdot p

tH2O

pminusptH2O

sdotM H2O

M g ( 28 )

termenii din această ecuatie au fost explicitati in relatiile de mai sus

O proprietate deosebit de importanta in caracterizarea gazelor o constituie punctul sau temperatura de rouă a gazului Se cunosc patru stari ale punctului de roua si anume a) punctual de roua la presiune constanta - este acea temperatura la care apare condensarea vaporilor de apa din gaze cand acesta este racit in conditii izobare b) punctul de rouă la temperatura constantă ndash se obtine prin ridicarea presiunii vaporilor saturati mentinand temperatura constanta c) punctul de roua la volum constant ndash este temperatura de condensare a vaporilor de apa la care gazul devine saturat prin racire la volum constant d) punctul de rouă adiabatic ndash gazele devin saturate cu vapori de apa prin racier adiabatica

Pentru o presiune data punctul de roua al gazului reprezinta temperatura la care apar prin condensare primele picaturi de apa Aceasta temperatura corespunde temperaturii de echilibru sau de saturatie si de aceea pentru cazul idealitatii ea se poate stabilii din ecuatia (21) sau din celelalte ecuatii enuntate

in felul urmator cunoscand umiditatea se calculeaza ptH2 O din aceste ecuatii si

din curba presiunii de vapori a apei se citeste temperatura de roua

corespunzatoare presiunii ptH2 O

Pentru cazul comportarii reale a sistemului temperatura de roua se citeste din diagramele prezentate in fig 11 hellip 14 Cu cacirct conţinutul de apă din gaze este mai mare cu atacirct punctul de rouă este mai ridicat De aceea prin procedeele de uscare a gazelor naturale se urmăreşte de fapt scăderea sau depresarea punctului de rouă Punctul de rouă al vaporilor de apă din gazele naturale corespunde presiunii şi temperaturii la care conţinutul de vapori de apă este egal cu umiditatea de saturaţie Icircn aceste condiţii icircncepe condensarea vaporilor de apă icircn aceeaşi măsură icircn care scade umiditatea de saturaţie Icircn exploatarea gazelor determinarea punctului de rouă se poate efectua măsuracircnd presiunea şi temperatura gazului care părăseşte un separator icircn care se reţine apa Icircn acest caz gazul care părăseşte separatorul este saturat cu vapori de apă

8

Fig 2

Cantitatea de apă conţinută sub formă de vapori saturaţi icircn gazul metan

13 Calitatea gazelor naturale problemă esenţială pentru producători importatori transportatori distribuitori şi utilizatori

Calitatea gazelor naturale influenţiază atributul bdquoGAZELOR NATURALE MARFĂ prin

- conţinutul energetic

- evitarea reducerii capacităţii de transport a conductelor icircn lanţul tehnologic

prin depunerile de particule solide şi lichide antrenate icircn fluxul de gaze

- complicarea tehnologiei de transport distribuţie şi la utilizatori ca urmare a

fenomenelor termodinamice (condensarea hidrocarburilor grele a vaporilor

de apă apariţia criohidraţilor a dopurilor de gheaţă etc)

9

icircn procesele de chimizare a gazelor naturale prezenţa fracţiilor inerte şi de

regulă acide (H2S N2 CO2 etc) produce daune tehnice şi economice

calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale eronează icircn situaţia icircn care

fluidul nu este monofazic măsurarea acestora oricacirct de perfecţionată ar fi

dotarea tehnică a acestei activităţi

- contractele icircntre vacircnzătorii ţi cumpărătorii de gaze naturale impun rigori

deosebite privind calitatea gazelor naturale şi determină prin nerespectarea

penalităţi de ordin cantitativ şi financiar

- icircn instalaţiile tehnologice aferente atacirct extracţiei transportului distribuţiei

cacirct ţi la utilizatori prezenţa impurităţilor mai ales a celor solide conduce la

uzura subansamblelor acestora mergacircnd pacircnă la generarea de accidente

tehnice şi umane cu consecinţe deosebit de grave

- calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale este icircn Romacircnia generatoare

celei mai mari părţi din pierderile fizice de gaze utilizate pentru refularea

acestora din conducte şi instalaţii

- protecţia mediului ambiant (ape de suprafaţă ape curgătoare terenuri

păduri şi icircn special a poluanţilor evacuaţi icircn atmosferă) este puternic

afectată de calitatea necorespunzătoare a gazelor

- randamentul termic la toată gama de utilizatori de gaze naturale icircn procesele

cu flacără directă sunt de asemenea afectate negativ de calitatea

necorespunzătoare a acestui combustibil

Faţă de cele de mai sus şi coroborat cu lipsa de preocupare icircn acest domeniu

icircn Romacircnia mai ales după anii 1990 determină necesitatea aprofundării studierii

domeniului calităţii gazelor naturale mai ales că pe lacircngă tradiţionalele surse

interne (Romgaz Petrom) gazele naturale se vor importa din alte zăcăminte (din

Federaţia Rusă icircn perspectivă din Orientul Mijlociu etc) vor avea o pondere ce va

depăşi la nivelul anului 2010 peste 50 din consumul Romacircniei

Pentru aprofundarea studierii aspectelor privind calitatea gazelor naturale

este necesară cunoaşterea bazelor teoretice a tehnologiei moderne şi a

normativelor icircn vigoare

Gazele naturale comercializabile trebuie să prezinte următoarele

caracteristici şi parametrii tehnologici pe baza cărora se asigură transportul

acestora utilizarea icircn distribuţii publice şi consumatori industriali icircncheierea

contractelor şi prefigurarea planului de afacere ca de exemplu

- compoziţia chimică10

- puterea calorică inferioară şi superioară

- conţinutul de impurităţi solide şi lichide

- punctul de rouă garantat

- debitele livrabile şi coeficientul de uniformitate al acestora

- presiunea de predare şi limitele de variaţie a acesteia

- punctul de predareprimire configuraţia acestuia şi dotarea tehnologică

- sistemele de măsurare şi performanţele acestora

- validarea datelor şi transmisia icircntre părţile din contract

- relaţia de calcul a preţului gazelor

- termenele de plată penalităţi si condiţii speciale (de exemplu forţa majoră)

- durata contractului şi termenii pentru icircncetare a acestora

Icircn Romacircnia condiţionările de mai sus sunt realizate parţial motiv pentru

care neregulile din practica curentă cacirct şi lipsa unor reglementări

binedefinitestandarde depăşite şi legile permisive afectează activitatea de

transporLdistribuţie şi utilizare a gazelor naturale conducacircnd la o lipsă de

economicitatede eficienţă şi de asemenea imposibilitatea dispecerizării (SCADĂ)

a acestui sistem energetic al ţării

CAPITOLUL IIPUNCTUL DE ROUĂ UMIDITATEA GAZELOR

11

21 Punctul de rouă

Punctul de rouă reprezintă temperatura de saturaţie la care are loc condesarea vaporilor de apa din gazele naturale Practic prin uscarea gazelor se urmăreşte realizarea unui anumit punct de rouă (-15 -20 )

Puncul de rouă este Temperatura la care apare primele picături de apă Există o legătură biunivocă icircntre presiune şi punctul de rouă dată de ecuaţia lui Clapeyron

PT = R V

Dacă se diferenţiază se constată că orice modificare a presiunii schimba temperatura de saturaţie şi invers Cacircte puncte de rouă sunt

PP1 = proces izobar - izotermDacă s-a trecut icircn domeniul vaporilor supraicircncăziţi pe izobară ( P = ct) şi izocoră

( V = ct ) icircn punctele 2 şi 3 fie că se află pe o izobară sau pe o izocoră ca să condenseze vapori de apă din gaz putem veni pe 4 drumuri

1 tranformare izotermă ( 0 ) pentru T = constant2 transformare izobară (61) la P = constant3 Dacă se ia izoterma care trece prin punctul 2 şi se vine pe curba de condensare

izocoră4 Dacă se vine de la S = constant (entalpie constantă) se obţine punctul de rouă la

entalpie constantăCu cacirct punctul de rouă este mai scăzut cu atacirct mai mult se diminuiază cantitatea de

vapori prezentă icircn gaze

12

Folosind formula

us=Rg

Rv

∙Pv

PxminusPv

∙ γ g 0 ∙103

in care

us - conţinutul icircn vapori de apă adică umiditatea g saturate [gNm3]Rg - constanta universală a gazului livrat [ kgmkg bull K ] Rv - constanta universală a vaporilor de apă [ kgm kg bull K]Pv - presiunea parţială a vaporilor de apă la t amestecului [kgfm2]Px - presiunea de regim a conductei [kgfm2]γ g0 - greutatea specifică a gazului uscat la starea normală [kgfNm3]

Punctul de rouă se poate determina din diagrama din Fig 3 pentru un amestec de gaz metan si vapori de apa cu o umiditate cunoscuta

Fig3 Determinarea grafică a punctului de rouă

22 Măsurarea conţinutului de umiditate al gazelor

13

Determinarea cantităţii de apă aflată sub formă de vapori icircn gazele naturale se poate face prin metode directe sau prin metode indirecte

1 Metode directe Metodele directe constau icircn măsurarea directă a cantităţii de apă conţinută icircn volume cunoscute de gaze prin metode chimice sau fizico-chimice (adsorbţie şi absorbţie)

a) Metodele chimice se bazează pe detectarea şi determinarea cantitativă a produşilor de reacţie chimică a unor substanţe cu apa conţinută icircn volumesau mase determinate de gaze Aceste metode prezintă dezavantajul că nupot fi aplicate decacirct icircn condiţii de laborator

b) Metodele bazate pe adsorbţie constau icircn trecerea unor volumedeterminate de gaze prin tuburi de sticlă ce conţin un adsorbant (silicageletc) apoi se determină prin cacircntărire creşterea icircn greutate a tuburilor cuadsorbant Aceste metode au precizie nesatisfăcătoare icircn cazul unor gazecu umidităţi mici deoarece reţinerea apei prin adsorbţie nu este totală

c) Metodele bazate pe absorbţie permit determinarea cantităţii de apă dingaze după ce această apă a fost reţinută icircntr-o substanţă absorbantă fieprintr-un procedeu colorimetric fie prin cacircntărire icircn funcţie de naturaabsorbantului folosit Spre exemplu dacă absorbţia se face icircntr-un glicolcantitatea de apă din glicol se poate determina prin titrare cu reactivulFischer procedeu uşor de realizat icircn condiţii de laborator

2 Metode indirecte Metodele indirecte sunt numeroase şi unele din ele au permis realizarea unor aparate utilizate pentru controlul permanent al umidităţii gazelor icircn fluxurile tehnologice icircn care este necesară cunoaşterea punctului de rouă

La noi icircn ţară cele mai utilizate higrometre sunt Higrometrul portabil CERMAX Higrometrul cu rezistenţă CERMET II Higrometrul cu condensare DEWMET

Aparatul Peutron se bazează pe principiul măsurării conţinutului de umiditate prin determinarea punctului de rouă din temperatura de echilibru a materialelor higroscopice Determinarea punctului de rouă se realizează prin măsurări de temperatură cu ajutorul a două termometre Principiul se bazează pe faptul că la aceeaşi temperatură presiunea vaporilor de apă icircntr-o soluţie de sare cristalizată este mai redusă decacirct presiunea de saturaţie a vaporilor de apă

Icircn figura 4 sunt redate icircn mod comparativ presiunea vaporilor de apă a unei soluţii de clorură de litiu cristalizată şi presiunea de saturaţie a vaporilor icircn funcţie de temperatură Atacircta timp cacirct presiunea parţială a vaporilor din aer este mai mare decacirct presiunea parţială a vaporilor din soluţia de clorură de litiu aceasta va absorbi umiditatea din atmosferă Crescacircnd temperatura soluţiei de clorură de litiu aceasta nu mai preia apă din atmosferă stabilindu-se un echilibru icircntre ambele presiuni parţiale ale vaporilor Din graficul prezentat icircn figura 81 se determină temperatura de rouă corespunzătoare temperaturii de echilibru

14

Traductorul de umiditate este prezentat icircn figura 5 avacircnd următoarele repere 1-icircnfăşurarea de icircncălzire 2-vată de sticlă impregnată 3-tub de sticlă 4-termometru 5-termorezistenţă Cacircnd sesizorul şi aerul icircnconjurător au aceeaşi temperatură clorura de litiu absoarbe apă din aer Dacă termorezistenţei i se aplică o tensiune alternativă un curent electric trece prin soluţia de clorură de litiu icircncălzind-o conform legii Joule - Lenz Prin creşterea temperaturii creşte presiunea parţială a vaporilor din soluţie pacircnă la echilibru Cu ajutorul termometrului se măsoară temperatura stratului de LiCl iar din curba presiunii parţiale a vaporilor din soluţie se deduce presiunea parţială a vaporilor (pv)

Figura 4 Presiunea parţială a vaporilor de apă a unei soluţii saturate de LiCl

Figura 5 Sesizorul traductorului de umiditate cu clorură de litiu

15

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

ur=ϕsdot p

tH2O

pminusptH2O

sdotM H2O

M g ( 28 )

termenii din această ecuatie au fost explicitati in relatiile de mai sus

O proprietate deosebit de importanta in caracterizarea gazelor o constituie punctul sau temperatura de rouă a gazului Se cunosc patru stari ale punctului de roua si anume a) punctual de roua la presiune constanta - este acea temperatura la care apare condensarea vaporilor de apa din gaze cand acesta este racit in conditii izobare b) punctul de rouă la temperatura constantă ndash se obtine prin ridicarea presiunii vaporilor saturati mentinand temperatura constanta c) punctul de roua la volum constant ndash este temperatura de condensare a vaporilor de apa la care gazul devine saturat prin racire la volum constant d) punctul de rouă adiabatic ndash gazele devin saturate cu vapori de apa prin racier adiabatica

Pentru o presiune data punctul de roua al gazului reprezinta temperatura la care apar prin condensare primele picaturi de apa Aceasta temperatura corespunde temperaturii de echilibru sau de saturatie si de aceea pentru cazul idealitatii ea se poate stabilii din ecuatia (21) sau din celelalte ecuatii enuntate

in felul urmator cunoscand umiditatea se calculeaza ptH2 O din aceste ecuatii si

din curba presiunii de vapori a apei se citeste temperatura de roua

corespunzatoare presiunii ptH2 O

Pentru cazul comportarii reale a sistemului temperatura de roua se citeste din diagramele prezentate in fig 11 hellip 14 Cu cacirct conţinutul de apă din gaze este mai mare cu atacirct punctul de rouă este mai ridicat De aceea prin procedeele de uscare a gazelor naturale se urmăreşte de fapt scăderea sau depresarea punctului de rouă Punctul de rouă al vaporilor de apă din gazele naturale corespunde presiunii şi temperaturii la care conţinutul de vapori de apă este egal cu umiditatea de saturaţie Icircn aceste condiţii icircncepe condensarea vaporilor de apă icircn aceeaşi măsură icircn care scade umiditatea de saturaţie Icircn exploatarea gazelor determinarea punctului de rouă se poate efectua măsuracircnd presiunea şi temperatura gazului care părăseşte un separator icircn care se reţine apa Icircn acest caz gazul care părăseşte separatorul este saturat cu vapori de apă

8

Fig 2

Cantitatea de apă conţinută sub formă de vapori saturaţi icircn gazul metan

13 Calitatea gazelor naturale problemă esenţială pentru producători importatori transportatori distribuitori şi utilizatori

Calitatea gazelor naturale influenţiază atributul bdquoGAZELOR NATURALE MARFĂ prin

- conţinutul energetic

- evitarea reducerii capacităţii de transport a conductelor icircn lanţul tehnologic

prin depunerile de particule solide şi lichide antrenate icircn fluxul de gaze

- complicarea tehnologiei de transport distribuţie şi la utilizatori ca urmare a

fenomenelor termodinamice (condensarea hidrocarburilor grele a vaporilor

de apă apariţia criohidraţilor a dopurilor de gheaţă etc)

9

icircn procesele de chimizare a gazelor naturale prezenţa fracţiilor inerte şi de

regulă acide (H2S N2 CO2 etc) produce daune tehnice şi economice

calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale eronează icircn situaţia icircn care

fluidul nu este monofazic măsurarea acestora oricacirct de perfecţionată ar fi

dotarea tehnică a acestei activităţi

- contractele icircntre vacircnzătorii ţi cumpărătorii de gaze naturale impun rigori

deosebite privind calitatea gazelor naturale şi determină prin nerespectarea

penalităţi de ordin cantitativ şi financiar

- icircn instalaţiile tehnologice aferente atacirct extracţiei transportului distribuţiei

cacirct ţi la utilizatori prezenţa impurităţilor mai ales a celor solide conduce la

uzura subansamblelor acestora mergacircnd pacircnă la generarea de accidente

tehnice şi umane cu consecinţe deosebit de grave

- calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale este icircn Romacircnia generatoare

celei mai mari părţi din pierderile fizice de gaze utilizate pentru refularea

acestora din conducte şi instalaţii

- protecţia mediului ambiant (ape de suprafaţă ape curgătoare terenuri

păduri şi icircn special a poluanţilor evacuaţi icircn atmosferă) este puternic

afectată de calitatea necorespunzătoare a gazelor

- randamentul termic la toată gama de utilizatori de gaze naturale icircn procesele

cu flacără directă sunt de asemenea afectate negativ de calitatea

necorespunzătoare a acestui combustibil

Faţă de cele de mai sus şi coroborat cu lipsa de preocupare icircn acest domeniu

icircn Romacircnia mai ales după anii 1990 determină necesitatea aprofundării studierii

domeniului calităţii gazelor naturale mai ales că pe lacircngă tradiţionalele surse

interne (Romgaz Petrom) gazele naturale se vor importa din alte zăcăminte (din

Federaţia Rusă icircn perspectivă din Orientul Mijlociu etc) vor avea o pondere ce va

depăşi la nivelul anului 2010 peste 50 din consumul Romacircniei

Pentru aprofundarea studierii aspectelor privind calitatea gazelor naturale

este necesară cunoaşterea bazelor teoretice a tehnologiei moderne şi a

normativelor icircn vigoare

Gazele naturale comercializabile trebuie să prezinte următoarele

caracteristici şi parametrii tehnologici pe baza cărora se asigură transportul

acestora utilizarea icircn distribuţii publice şi consumatori industriali icircncheierea

contractelor şi prefigurarea planului de afacere ca de exemplu

- compoziţia chimică10

- puterea calorică inferioară şi superioară

- conţinutul de impurităţi solide şi lichide

- punctul de rouă garantat

- debitele livrabile şi coeficientul de uniformitate al acestora

- presiunea de predare şi limitele de variaţie a acesteia

- punctul de predareprimire configuraţia acestuia şi dotarea tehnologică

- sistemele de măsurare şi performanţele acestora

- validarea datelor şi transmisia icircntre părţile din contract

- relaţia de calcul a preţului gazelor

- termenele de plată penalităţi si condiţii speciale (de exemplu forţa majoră)

- durata contractului şi termenii pentru icircncetare a acestora

Icircn Romacircnia condiţionările de mai sus sunt realizate parţial motiv pentru

care neregulile din practica curentă cacirct şi lipsa unor reglementări

binedefinitestandarde depăşite şi legile permisive afectează activitatea de

transporLdistribuţie şi utilizare a gazelor naturale conducacircnd la o lipsă de

economicitatede eficienţă şi de asemenea imposibilitatea dispecerizării (SCADĂ)

a acestui sistem energetic al ţării

CAPITOLUL IIPUNCTUL DE ROUĂ UMIDITATEA GAZELOR

11

21 Punctul de rouă

Punctul de rouă reprezintă temperatura de saturaţie la care are loc condesarea vaporilor de apa din gazele naturale Practic prin uscarea gazelor se urmăreşte realizarea unui anumit punct de rouă (-15 -20 )

Puncul de rouă este Temperatura la care apare primele picături de apă Există o legătură biunivocă icircntre presiune şi punctul de rouă dată de ecuaţia lui Clapeyron

PT = R V

Dacă se diferenţiază se constată că orice modificare a presiunii schimba temperatura de saturaţie şi invers Cacircte puncte de rouă sunt

PP1 = proces izobar - izotermDacă s-a trecut icircn domeniul vaporilor supraicircncăziţi pe izobară ( P = ct) şi izocoră

( V = ct ) icircn punctele 2 şi 3 fie că se află pe o izobară sau pe o izocoră ca să condenseze vapori de apă din gaz putem veni pe 4 drumuri

1 tranformare izotermă ( 0 ) pentru T = constant2 transformare izobară (61) la P = constant3 Dacă se ia izoterma care trece prin punctul 2 şi se vine pe curba de condensare

izocoră4 Dacă se vine de la S = constant (entalpie constantă) se obţine punctul de rouă la

entalpie constantăCu cacirct punctul de rouă este mai scăzut cu atacirct mai mult se diminuiază cantitatea de

vapori prezentă icircn gaze

12

Folosind formula

us=Rg

Rv

∙Pv

PxminusPv

∙ γ g 0 ∙103

in care

us - conţinutul icircn vapori de apă adică umiditatea g saturate [gNm3]Rg - constanta universală a gazului livrat [ kgmkg bull K ] Rv - constanta universală a vaporilor de apă [ kgm kg bull K]Pv - presiunea parţială a vaporilor de apă la t amestecului [kgfm2]Px - presiunea de regim a conductei [kgfm2]γ g0 - greutatea specifică a gazului uscat la starea normală [kgfNm3]

Punctul de rouă se poate determina din diagrama din Fig 3 pentru un amestec de gaz metan si vapori de apa cu o umiditate cunoscuta

Fig3 Determinarea grafică a punctului de rouă

22 Măsurarea conţinutului de umiditate al gazelor

13

Determinarea cantităţii de apă aflată sub formă de vapori icircn gazele naturale se poate face prin metode directe sau prin metode indirecte

1 Metode directe Metodele directe constau icircn măsurarea directă a cantităţii de apă conţinută icircn volume cunoscute de gaze prin metode chimice sau fizico-chimice (adsorbţie şi absorbţie)

a) Metodele chimice se bazează pe detectarea şi determinarea cantitativă a produşilor de reacţie chimică a unor substanţe cu apa conţinută icircn volumesau mase determinate de gaze Aceste metode prezintă dezavantajul că nupot fi aplicate decacirct icircn condiţii de laborator

b) Metodele bazate pe adsorbţie constau icircn trecerea unor volumedeterminate de gaze prin tuburi de sticlă ce conţin un adsorbant (silicageletc) apoi se determină prin cacircntărire creşterea icircn greutate a tuburilor cuadsorbant Aceste metode au precizie nesatisfăcătoare icircn cazul unor gazecu umidităţi mici deoarece reţinerea apei prin adsorbţie nu este totală

c) Metodele bazate pe absorbţie permit determinarea cantităţii de apă dingaze după ce această apă a fost reţinută icircntr-o substanţă absorbantă fieprintr-un procedeu colorimetric fie prin cacircntărire icircn funcţie de naturaabsorbantului folosit Spre exemplu dacă absorbţia se face icircntr-un glicolcantitatea de apă din glicol se poate determina prin titrare cu reactivulFischer procedeu uşor de realizat icircn condiţii de laborator

2 Metode indirecte Metodele indirecte sunt numeroase şi unele din ele au permis realizarea unor aparate utilizate pentru controlul permanent al umidităţii gazelor icircn fluxurile tehnologice icircn care este necesară cunoaşterea punctului de rouă

La noi icircn ţară cele mai utilizate higrometre sunt Higrometrul portabil CERMAX Higrometrul cu rezistenţă CERMET II Higrometrul cu condensare DEWMET

Aparatul Peutron se bazează pe principiul măsurării conţinutului de umiditate prin determinarea punctului de rouă din temperatura de echilibru a materialelor higroscopice Determinarea punctului de rouă se realizează prin măsurări de temperatură cu ajutorul a două termometre Principiul se bazează pe faptul că la aceeaşi temperatură presiunea vaporilor de apă icircntr-o soluţie de sare cristalizată este mai redusă decacirct presiunea de saturaţie a vaporilor de apă

Icircn figura 4 sunt redate icircn mod comparativ presiunea vaporilor de apă a unei soluţii de clorură de litiu cristalizată şi presiunea de saturaţie a vaporilor icircn funcţie de temperatură Atacircta timp cacirct presiunea parţială a vaporilor din aer este mai mare decacirct presiunea parţială a vaporilor din soluţia de clorură de litiu aceasta va absorbi umiditatea din atmosferă Crescacircnd temperatura soluţiei de clorură de litiu aceasta nu mai preia apă din atmosferă stabilindu-se un echilibru icircntre ambele presiuni parţiale ale vaporilor Din graficul prezentat icircn figura 81 se determină temperatura de rouă corespunzătoare temperaturii de echilibru

14

Traductorul de umiditate este prezentat icircn figura 5 avacircnd următoarele repere 1-icircnfăşurarea de icircncălzire 2-vată de sticlă impregnată 3-tub de sticlă 4-termometru 5-termorezistenţă Cacircnd sesizorul şi aerul icircnconjurător au aceeaşi temperatură clorura de litiu absoarbe apă din aer Dacă termorezistenţei i se aplică o tensiune alternativă un curent electric trece prin soluţia de clorură de litiu icircncălzind-o conform legii Joule - Lenz Prin creşterea temperaturii creşte presiunea parţială a vaporilor din soluţie pacircnă la echilibru Cu ajutorul termometrului se măsoară temperatura stratului de LiCl iar din curba presiunii parţiale a vaporilor din soluţie se deduce presiunea parţială a vaporilor (pv)

Figura 4 Presiunea parţială a vaporilor de apă a unei soluţii saturate de LiCl

Figura 5 Sesizorul traductorului de umiditate cu clorură de litiu

15

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Fig 2

Cantitatea de apă conţinută sub formă de vapori saturaţi icircn gazul metan

13 Calitatea gazelor naturale problemă esenţială pentru producători importatori transportatori distribuitori şi utilizatori

Calitatea gazelor naturale influenţiază atributul bdquoGAZELOR NATURALE MARFĂ prin

- conţinutul energetic

- evitarea reducerii capacităţii de transport a conductelor icircn lanţul tehnologic

prin depunerile de particule solide şi lichide antrenate icircn fluxul de gaze

- complicarea tehnologiei de transport distribuţie şi la utilizatori ca urmare a

fenomenelor termodinamice (condensarea hidrocarburilor grele a vaporilor

de apă apariţia criohidraţilor a dopurilor de gheaţă etc)

9

icircn procesele de chimizare a gazelor naturale prezenţa fracţiilor inerte şi de

regulă acide (H2S N2 CO2 etc) produce daune tehnice şi economice

calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale eronează icircn situaţia icircn care

fluidul nu este monofazic măsurarea acestora oricacirct de perfecţionată ar fi

dotarea tehnică a acestei activităţi

- contractele icircntre vacircnzătorii ţi cumpărătorii de gaze naturale impun rigori

deosebite privind calitatea gazelor naturale şi determină prin nerespectarea

penalităţi de ordin cantitativ şi financiar

- icircn instalaţiile tehnologice aferente atacirct extracţiei transportului distribuţiei

cacirct ţi la utilizatori prezenţa impurităţilor mai ales a celor solide conduce la

uzura subansamblelor acestora mergacircnd pacircnă la generarea de accidente

tehnice şi umane cu consecinţe deosebit de grave

- calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale este icircn Romacircnia generatoare

celei mai mari părţi din pierderile fizice de gaze utilizate pentru refularea

acestora din conducte şi instalaţii

- protecţia mediului ambiant (ape de suprafaţă ape curgătoare terenuri

păduri şi icircn special a poluanţilor evacuaţi icircn atmosferă) este puternic

afectată de calitatea necorespunzătoare a gazelor

- randamentul termic la toată gama de utilizatori de gaze naturale icircn procesele

cu flacără directă sunt de asemenea afectate negativ de calitatea

necorespunzătoare a acestui combustibil

Faţă de cele de mai sus şi coroborat cu lipsa de preocupare icircn acest domeniu

icircn Romacircnia mai ales după anii 1990 determină necesitatea aprofundării studierii

domeniului calităţii gazelor naturale mai ales că pe lacircngă tradiţionalele surse

interne (Romgaz Petrom) gazele naturale se vor importa din alte zăcăminte (din

Federaţia Rusă icircn perspectivă din Orientul Mijlociu etc) vor avea o pondere ce va

depăşi la nivelul anului 2010 peste 50 din consumul Romacircniei

Pentru aprofundarea studierii aspectelor privind calitatea gazelor naturale

este necesară cunoaşterea bazelor teoretice a tehnologiei moderne şi a

normativelor icircn vigoare

Gazele naturale comercializabile trebuie să prezinte următoarele

caracteristici şi parametrii tehnologici pe baza cărora se asigură transportul

acestora utilizarea icircn distribuţii publice şi consumatori industriali icircncheierea

contractelor şi prefigurarea planului de afacere ca de exemplu

- compoziţia chimică10

- puterea calorică inferioară şi superioară

- conţinutul de impurităţi solide şi lichide

- punctul de rouă garantat

- debitele livrabile şi coeficientul de uniformitate al acestora

- presiunea de predare şi limitele de variaţie a acesteia

- punctul de predareprimire configuraţia acestuia şi dotarea tehnologică

- sistemele de măsurare şi performanţele acestora

- validarea datelor şi transmisia icircntre părţile din contract

- relaţia de calcul a preţului gazelor

- termenele de plată penalităţi si condiţii speciale (de exemplu forţa majoră)

- durata contractului şi termenii pentru icircncetare a acestora

Icircn Romacircnia condiţionările de mai sus sunt realizate parţial motiv pentru

care neregulile din practica curentă cacirct şi lipsa unor reglementări

binedefinitestandarde depăşite şi legile permisive afectează activitatea de

transporLdistribuţie şi utilizare a gazelor naturale conducacircnd la o lipsă de

economicitatede eficienţă şi de asemenea imposibilitatea dispecerizării (SCADĂ)

a acestui sistem energetic al ţării

CAPITOLUL IIPUNCTUL DE ROUĂ UMIDITATEA GAZELOR

11

21 Punctul de rouă

Punctul de rouă reprezintă temperatura de saturaţie la care are loc condesarea vaporilor de apa din gazele naturale Practic prin uscarea gazelor se urmăreşte realizarea unui anumit punct de rouă (-15 -20 )

Puncul de rouă este Temperatura la care apare primele picături de apă Există o legătură biunivocă icircntre presiune şi punctul de rouă dată de ecuaţia lui Clapeyron

PT = R V

Dacă se diferenţiază se constată că orice modificare a presiunii schimba temperatura de saturaţie şi invers Cacircte puncte de rouă sunt

PP1 = proces izobar - izotermDacă s-a trecut icircn domeniul vaporilor supraicircncăziţi pe izobară ( P = ct) şi izocoră

( V = ct ) icircn punctele 2 şi 3 fie că se află pe o izobară sau pe o izocoră ca să condenseze vapori de apă din gaz putem veni pe 4 drumuri

1 tranformare izotermă ( 0 ) pentru T = constant2 transformare izobară (61) la P = constant3 Dacă se ia izoterma care trece prin punctul 2 şi se vine pe curba de condensare

izocoră4 Dacă se vine de la S = constant (entalpie constantă) se obţine punctul de rouă la

entalpie constantăCu cacirct punctul de rouă este mai scăzut cu atacirct mai mult se diminuiază cantitatea de

vapori prezentă icircn gaze

12

Folosind formula

us=Rg

Rv

∙Pv

PxminusPv

∙ γ g 0 ∙103

in care

us - conţinutul icircn vapori de apă adică umiditatea g saturate [gNm3]Rg - constanta universală a gazului livrat [ kgmkg bull K ] Rv - constanta universală a vaporilor de apă [ kgm kg bull K]Pv - presiunea parţială a vaporilor de apă la t amestecului [kgfm2]Px - presiunea de regim a conductei [kgfm2]γ g0 - greutatea specifică a gazului uscat la starea normală [kgfNm3]

Punctul de rouă se poate determina din diagrama din Fig 3 pentru un amestec de gaz metan si vapori de apa cu o umiditate cunoscuta

Fig3 Determinarea grafică a punctului de rouă

22 Măsurarea conţinutului de umiditate al gazelor

13

Determinarea cantităţii de apă aflată sub formă de vapori icircn gazele naturale se poate face prin metode directe sau prin metode indirecte

1 Metode directe Metodele directe constau icircn măsurarea directă a cantităţii de apă conţinută icircn volume cunoscute de gaze prin metode chimice sau fizico-chimice (adsorbţie şi absorbţie)

a) Metodele chimice se bazează pe detectarea şi determinarea cantitativă a produşilor de reacţie chimică a unor substanţe cu apa conţinută icircn volumesau mase determinate de gaze Aceste metode prezintă dezavantajul că nupot fi aplicate decacirct icircn condiţii de laborator

b) Metodele bazate pe adsorbţie constau icircn trecerea unor volumedeterminate de gaze prin tuburi de sticlă ce conţin un adsorbant (silicageletc) apoi se determină prin cacircntărire creşterea icircn greutate a tuburilor cuadsorbant Aceste metode au precizie nesatisfăcătoare icircn cazul unor gazecu umidităţi mici deoarece reţinerea apei prin adsorbţie nu este totală

c) Metodele bazate pe absorbţie permit determinarea cantităţii de apă dingaze după ce această apă a fost reţinută icircntr-o substanţă absorbantă fieprintr-un procedeu colorimetric fie prin cacircntărire icircn funcţie de naturaabsorbantului folosit Spre exemplu dacă absorbţia se face icircntr-un glicolcantitatea de apă din glicol se poate determina prin titrare cu reactivulFischer procedeu uşor de realizat icircn condiţii de laborator

2 Metode indirecte Metodele indirecte sunt numeroase şi unele din ele au permis realizarea unor aparate utilizate pentru controlul permanent al umidităţii gazelor icircn fluxurile tehnologice icircn care este necesară cunoaşterea punctului de rouă

La noi icircn ţară cele mai utilizate higrometre sunt Higrometrul portabil CERMAX Higrometrul cu rezistenţă CERMET II Higrometrul cu condensare DEWMET

Aparatul Peutron se bazează pe principiul măsurării conţinutului de umiditate prin determinarea punctului de rouă din temperatura de echilibru a materialelor higroscopice Determinarea punctului de rouă se realizează prin măsurări de temperatură cu ajutorul a două termometre Principiul se bazează pe faptul că la aceeaşi temperatură presiunea vaporilor de apă icircntr-o soluţie de sare cristalizată este mai redusă decacirct presiunea de saturaţie a vaporilor de apă

Icircn figura 4 sunt redate icircn mod comparativ presiunea vaporilor de apă a unei soluţii de clorură de litiu cristalizată şi presiunea de saturaţie a vaporilor icircn funcţie de temperatură Atacircta timp cacirct presiunea parţială a vaporilor din aer este mai mare decacirct presiunea parţială a vaporilor din soluţia de clorură de litiu aceasta va absorbi umiditatea din atmosferă Crescacircnd temperatura soluţiei de clorură de litiu aceasta nu mai preia apă din atmosferă stabilindu-se un echilibru icircntre ambele presiuni parţiale ale vaporilor Din graficul prezentat icircn figura 81 se determină temperatura de rouă corespunzătoare temperaturii de echilibru

14

Traductorul de umiditate este prezentat icircn figura 5 avacircnd următoarele repere 1-icircnfăşurarea de icircncălzire 2-vată de sticlă impregnată 3-tub de sticlă 4-termometru 5-termorezistenţă Cacircnd sesizorul şi aerul icircnconjurător au aceeaşi temperatură clorura de litiu absoarbe apă din aer Dacă termorezistenţei i se aplică o tensiune alternativă un curent electric trece prin soluţia de clorură de litiu icircncălzind-o conform legii Joule - Lenz Prin creşterea temperaturii creşte presiunea parţială a vaporilor din soluţie pacircnă la echilibru Cu ajutorul termometrului se măsoară temperatura stratului de LiCl iar din curba presiunii parţiale a vaporilor din soluţie se deduce presiunea parţială a vaporilor (pv)

Figura 4 Presiunea parţială a vaporilor de apă a unei soluţii saturate de LiCl

Figura 5 Sesizorul traductorului de umiditate cu clorură de litiu

15

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

icircn procesele de chimizare a gazelor naturale prezenţa fracţiilor inerte şi de

regulă acide (H2S N2 CO2 etc) produce daune tehnice şi economice

calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale eronează icircn situaţia icircn care

fluidul nu este monofazic măsurarea acestora oricacirct de perfecţionată ar fi

dotarea tehnică a acestei activităţi

- contractele icircntre vacircnzătorii ţi cumpărătorii de gaze naturale impun rigori

deosebite privind calitatea gazelor naturale şi determină prin nerespectarea

penalităţi de ordin cantitativ şi financiar

- icircn instalaţiile tehnologice aferente atacirct extracţiei transportului distribuţiei

cacirct ţi la utilizatori prezenţa impurităţilor mai ales a celor solide conduce la

uzura subansamblelor acestora mergacircnd pacircnă la generarea de accidente

tehnice şi umane cu consecinţe deosebit de grave

- calitatea necorespunzătoare a gazelor naturale este icircn Romacircnia generatoare

celei mai mari părţi din pierderile fizice de gaze utilizate pentru refularea

acestora din conducte şi instalaţii

- protecţia mediului ambiant (ape de suprafaţă ape curgătoare terenuri

păduri şi icircn special a poluanţilor evacuaţi icircn atmosferă) este puternic

afectată de calitatea necorespunzătoare a gazelor

- randamentul termic la toată gama de utilizatori de gaze naturale icircn procesele

cu flacără directă sunt de asemenea afectate negativ de calitatea

necorespunzătoare a acestui combustibil

Faţă de cele de mai sus şi coroborat cu lipsa de preocupare icircn acest domeniu

icircn Romacircnia mai ales după anii 1990 determină necesitatea aprofundării studierii

domeniului calităţii gazelor naturale mai ales că pe lacircngă tradiţionalele surse

interne (Romgaz Petrom) gazele naturale se vor importa din alte zăcăminte (din

Federaţia Rusă icircn perspectivă din Orientul Mijlociu etc) vor avea o pondere ce va

depăşi la nivelul anului 2010 peste 50 din consumul Romacircniei

Pentru aprofundarea studierii aspectelor privind calitatea gazelor naturale

este necesară cunoaşterea bazelor teoretice a tehnologiei moderne şi a

normativelor icircn vigoare

Gazele naturale comercializabile trebuie să prezinte următoarele

caracteristici şi parametrii tehnologici pe baza cărora se asigură transportul

acestora utilizarea icircn distribuţii publice şi consumatori industriali icircncheierea

contractelor şi prefigurarea planului de afacere ca de exemplu

- compoziţia chimică10

- puterea calorică inferioară şi superioară

- conţinutul de impurităţi solide şi lichide

- punctul de rouă garantat

- debitele livrabile şi coeficientul de uniformitate al acestora

- presiunea de predare şi limitele de variaţie a acesteia

- punctul de predareprimire configuraţia acestuia şi dotarea tehnologică

- sistemele de măsurare şi performanţele acestora

- validarea datelor şi transmisia icircntre părţile din contract

- relaţia de calcul a preţului gazelor

- termenele de plată penalităţi si condiţii speciale (de exemplu forţa majoră)

- durata contractului şi termenii pentru icircncetare a acestora

Icircn Romacircnia condiţionările de mai sus sunt realizate parţial motiv pentru

care neregulile din practica curentă cacirct şi lipsa unor reglementări

binedefinitestandarde depăşite şi legile permisive afectează activitatea de

transporLdistribuţie şi utilizare a gazelor naturale conducacircnd la o lipsă de

economicitatede eficienţă şi de asemenea imposibilitatea dispecerizării (SCADĂ)

a acestui sistem energetic al ţării

CAPITOLUL IIPUNCTUL DE ROUĂ UMIDITATEA GAZELOR

11

21 Punctul de rouă

Punctul de rouă reprezintă temperatura de saturaţie la care are loc condesarea vaporilor de apa din gazele naturale Practic prin uscarea gazelor se urmăreşte realizarea unui anumit punct de rouă (-15 -20 )

Puncul de rouă este Temperatura la care apare primele picături de apă Există o legătură biunivocă icircntre presiune şi punctul de rouă dată de ecuaţia lui Clapeyron

PT = R V

Dacă se diferenţiază se constată că orice modificare a presiunii schimba temperatura de saturaţie şi invers Cacircte puncte de rouă sunt

PP1 = proces izobar - izotermDacă s-a trecut icircn domeniul vaporilor supraicircncăziţi pe izobară ( P = ct) şi izocoră

( V = ct ) icircn punctele 2 şi 3 fie că se află pe o izobară sau pe o izocoră ca să condenseze vapori de apă din gaz putem veni pe 4 drumuri

1 tranformare izotermă ( 0 ) pentru T = constant2 transformare izobară (61) la P = constant3 Dacă se ia izoterma care trece prin punctul 2 şi se vine pe curba de condensare

izocoră4 Dacă se vine de la S = constant (entalpie constantă) se obţine punctul de rouă la

entalpie constantăCu cacirct punctul de rouă este mai scăzut cu atacirct mai mult se diminuiază cantitatea de

vapori prezentă icircn gaze

12

Folosind formula

us=Rg

Rv

∙Pv

PxminusPv

∙ γ g 0 ∙103

in care

us - conţinutul icircn vapori de apă adică umiditatea g saturate [gNm3]Rg - constanta universală a gazului livrat [ kgmkg bull K ] Rv - constanta universală a vaporilor de apă [ kgm kg bull K]Pv - presiunea parţială a vaporilor de apă la t amestecului [kgfm2]Px - presiunea de regim a conductei [kgfm2]γ g0 - greutatea specifică a gazului uscat la starea normală [kgfNm3]

Punctul de rouă se poate determina din diagrama din Fig 3 pentru un amestec de gaz metan si vapori de apa cu o umiditate cunoscuta

Fig3 Determinarea grafică a punctului de rouă

22 Măsurarea conţinutului de umiditate al gazelor

13

Determinarea cantităţii de apă aflată sub formă de vapori icircn gazele naturale se poate face prin metode directe sau prin metode indirecte

1 Metode directe Metodele directe constau icircn măsurarea directă a cantităţii de apă conţinută icircn volume cunoscute de gaze prin metode chimice sau fizico-chimice (adsorbţie şi absorbţie)

a) Metodele chimice se bazează pe detectarea şi determinarea cantitativă a produşilor de reacţie chimică a unor substanţe cu apa conţinută icircn volumesau mase determinate de gaze Aceste metode prezintă dezavantajul că nupot fi aplicate decacirct icircn condiţii de laborator

b) Metodele bazate pe adsorbţie constau icircn trecerea unor volumedeterminate de gaze prin tuburi de sticlă ce conţin un adsorbant (silicageletc) apoi se determină prin cacircntărire creşterea icircn greutate a tuburilor cuadsorbant Aceste metode au precizie nesatisfăcătoare icircn cazul unor gazecu umidităţi mici deoarece reţinerea apei prin adsorbţie nu este totală

c) Metodele bazate pe absorbţie permit determinarea cantităţii de apă dingaze după ce această apă a fost reţinută icircntr-o substanţă absorbantă fieprintr-un procedeu colorimetric fie prin cacircntărire icircn funcţie de naturaabsorbantului folosit Spre exemplu dacă absorbţia se face icircntr-un glicolcantitatea de apă din glicol se poate determina prin titrare cu reactivulFischer procedeu uşor de realizat icircn condiţii de laborator

2 Metode indirecte Metodele indirecte sunt numeroase şi unele din ele au permis realizarea unor aparate utilizate pentru controlul permanent al umidităţii gazelor icircn fluxurile tehnologice icircn care este necesară cunoaşterea punctului de rouă

La noi icircn ţară cele mai utilizate higrometre sunt Higrometrul portabil CERMAX Higrometrul cu rezistenţă CERMET II Higrometrul cu condensare DEWMET

Aparatul Peutron se bazează pe principiul măsurării conţinutului de umiditate prin determinarea punctului de rouă din temperatura de echilibru a materialelor higroscopice Determinarea punctului de rouă se realizează prin măsurări de temperatură cu ajutorul a două termometre Principiul se bazează pe faptul că la aceeaşi temperatură presiunea vaporilor de apă icircntr-o soluţie de sare cristalizată este mai redusă decacirct presiunea de saturaţie a vaporilor de apă

Icircn figura 4 sunt redate icircn mod comparativ presiunea vaporilor de apă a unei soluţii de clorură de litiu cristalizată şi presiunea de saturaţie a vaporilor icircn funcţie de temperatură Atacircta timp cacirct presiunea parţială a vaporilor din aer este mai mare decacirct presiunea parţială a vaporilor din soluţia de clorură de litiu aceasta va absorbi umiditatea din atmosferă Crescacircnd temperatura soluţiei de clorură de litiu aceasta nu mai preia apă din atmosferă stabilindu-se un echilibru icircntre ambele presiuni parţiale ale vaporilor Din graficul prezentat icircn figura 81 se determină temperatura de rouă corespunzătoare temperaturii de echilibru

14

Traductorul de umiditate este prezentat icircn figura 5 avacircnd următoarele repere 1-icircnfăşurarea de icircncălzire 2-vată de sticlă impregnată 3-tub de sticlă 4-termometru 5-termorezistenţă Cacircnd sesizorul şi aerul icircnconjurător au aceeaşi temperatură clorura de litiu absoarbe apă din aer Dacă termorezistenţei i se aplică o tensiune alternativă un curent electric trece prin soluţia de clorură de litiu icircncălzind-o conform legii Joule - Lenz Prin creşterea temperaturii creşte presiunea parţială a vaporilor din soluţie pacircnă la echilibru Cu ajutorul termometrului se măsoară temperatura stratului de LiCl iar din curba presiunii parţiale a vaporilor din soluţie se deduce presiunea parţială a vaporilor (pv)

Figura 4 Presiunea parţială a vaporilor de apă a unei soluţii saturate de LiCl

Figura 5 Sesizorul traductorului de umiditate cu clorură de litiu

15

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

- puterea calorică inferioară şi superioară

- conţinutul de impurităţi solide şi lichide

- punctul de rouă garantat

- debitele livrabile şi coeficientul de uniformitate al acestora

- presiunea de predare şi limitele de variaţie a acesteia

- punctul de predareprimire configuraţia acestuia şi dotarea tehnologică

- sistemele de măsurare şi performanţele acestora

- validarea datelor şi transmisia icircntre părţile din contract

- relaţia de calcul a preţului gazelor

- termenele de plată penalităţi si condiţii speciale (de exemplu forţa majoră)

- durata contractului şi termenii pentru icircncetare a acestora

Icircn Romacircnia condiţionările de mai sus sunt realizate parţial motiv pentru

care neregulile din practica curentă cacirct şi lipsa unor reglementări

binedefinitestandarde depăşite şi legile permisive afectează activitatea de

transporLdistribuţie şi utilizare a gazelor naturale conducacircnd la o lipsă de

economicitatede eficienţă şi de asemenea imposibilitatea dispecerizării (SCADĂ)

a acestui sistem energetic al ţării

CAPITOLUL IIPUNCTUL DE ROUĂ UMIDITATEA GAZELOR

11

21 Punctul de rouă

Punctul de rouă reprezintă temperatura de saturaţie la care are loc condesarea vaporilor de apa din gazele naturale Practic prin uscarea gazelor se urmăreşte realizarea unui anumit punct de rouă (-15 -20 )

Puncul de rouă este Temperatura la care apare primele picături de apă Există o legătură biunivocă icircntre presiune şi punctul de rouă dată de ecuaţia lui Clapeyron

PT = R V

Dacă se diferenţiază se constată că orice modificare a presiunii schimba temperatura de saturaţie şi invers Cacircte puncte de rouă sunt

PP1 = proces izobar - izotermDacă s-a trecut icircn domeniul vaporilor supraicircncăziţi pe izobară ( P = ct) şi izocoră

( V = ct ) icircn punctele 2 şi 3 fie că se află pe o izobară sau pe o izocoră ca să condenseze vapori de apă din gaz putem veni pe 4 drumuri

1 tranformare izotermă ( 0 ) pentru T = constant2 transformare izobară (61) la P = constant3 Dacă se ia izoterma care trece prin punctul 2 şi se vine pe curba de condensare

izocoră4 Dacă se vine de la S = constant (entalpie constantă) se obţine punctul de rouă la

entalpie constantăCu cacirct punctul de rouă este mai scăzut cu atacirct mai mult se diminuiază cantitatea de

vapori prezentă icircn gaze

12

Folosind formula

us=Rg

Rv

∙Pv

PxminusPv

∙ γ g 0 ∙103

in care

us - conţinutul icircn vapori de apă adică umiditatea g saturate [gNm3]Rg - constanta universală a gazului livrat [ kgmkg bull K ] Rv - constanta universală a vaporilor de apă [ kgm kg bull K]Pv - presiunea parţială a vaporilor de apă la t amestecului [kgfm2]Px - presiunea de regim a conductei [kgfm2]γ g0 - greutatea specifică a gazului uscat la starea normală [kgfNm3]

Punctul de rouă se poate determina din diagrama din Fig 3 pentru un amestec de gaz metan si vapori de apa cu o umiditate cunoscuta

Fig3 Determinarea grafică a punctului de rouă

22 Măsurarea conţinutului de umiditate al gazelor

13

Determinarea cantităţii de apă aflată sub formă de vapori icircn gazele naturale se poate face prin metode directe sau prin metode indirecte

1 Metode directe Metodele directe constau icircn măsurarea directă a cantităţii de apă conţinută icircn volume cunoscute de gaze prin metode chimice sau fizico-chimice (adsorbţie şi absorbţie)

a) Metodele chimice se bazează pe detectarea şi determinarea cantitativă a produşilor de reacţie chimică a unor substanţe cu apa conţinută icircn volumesau mase determinate de gaze Aceste metode prezintă dezavantajul că nupot fi aplicate decacirct icircn condiţii de laborator

b) Metodele bazate pe adsorbţie constau icircn trecerea unor volumedeterminate de gaze prin tuburi de sticlă ce conţin un adsorbant (silicageletc) apoi se determină prin cacircntărire creşterea icircn greutate a tuburilor cuadsorbant Aceste metode au precizie nesatisfăcătoare icircn cazul unor gazecu umidităţi mici deoarece reţinerea apei prin adsorbţie nu este totală

c) Metodele bazate pe absorbţie permit determinarea cantităţii de apă dingaze după ce această apă a fost reţinută icircntr-o substanţă absorbantă fieprintr-un procedeu colorimetric fie prin cacircntărire icircn funcţie de naturaabsorbantului folosit Spre exemplu dacă absorbţia se face icircntr-un glicolcantitatea de apă din glicol se poate determina prin titrare cu reactivulFischer procedeu uşor de realizat icircn condiţii de laborator

2 Metode indirecte Metodele indirecte sunt numeroase şi unele din ele au permis realizarea unor aparate utilizate pentru controlul permanent al umidităţii gazelor icircn fluxurile tehnologice icircn care este necesară cunoaşterea punctului de rouă

La noi icircn ţară cele mai utilizate higrometre sunt Higrometrul portabil CERMAX Higrometrul cu rezistenţă CERMET II Higrometrul cu condensare DEWMET

Aparatul Peutron se bazează pe principiul măsurării conţinutului de umiditate prin determinarea punctului de rouă din temperatura de echilibru a materialelor higroscopice Determinarea punctului de rouă se realizează prin măsurări de temperatură cu ajutorul a două termometre Principiul se bazează pe faptul că la aceeaşi temperatură presiunea vaporilor de apă icircntr-o soluţie de sare cristalizată este mai redusă decacirct presiunea de saturaţie a vaporilor de apă

Icircn figura 4 sunt redate icircn mod comparativ presiunea vaporilor de apă a unei soluţii de clorură de litiu cristalizată şi presiunea de saturaţie a vaporilor icircn funcţie de temperatură Atacircta timp cacirct presiunea parţială a vaporilor din aer este mai mare decacirct presiunea parţială a vaporilor din soluţia de clorură de litiu aceasta va absorbi umiditatea din atmosferă Crescacircnd temperatura soluţiei de clorură de litiu aceasta nu mai preia apă din atmosferă stabilindu-se un echilibru icircntre ambele presiuni parţiale ale vaporilor Din graficul prezentat icircn figura 81 se determină temperatura de rouă corespunzătoare temperaturii de echilibru

14

Traductorul de umiditate este prezentat icircn figura 5 avacircnd următoarele repere 1-icircnfăşurarea de icircncălzire 2-vată de sticlă impregnată 3-tub de sticlă 4-termometru 5-termorezistenţă Cacircnd sesizorul şi aerul icircnconjurător au aceeaşi temperatură clorura de litiu absoarbe apă din aer Dacă termorezistenţei i se aplică o tensiune alternativă un curent electric trece prin soluţia de clorură de litiu icircncălzind-o conform legii Joule - Lenz Prin creşterea temperaturii creşte presiunea parţială a vaporilor din soluţie pacircnă la echilibru Cu ajutorul termometrului se măsoară temperatura stratului de LiCl iar din curba presiunii parţiale a vaporilor din soluţie se deduce presiunea parţială a vaporilor (pv)

Figura 4 Presiunea parţială a vaporilor de apă a unei soluţii saturate de LiCl

Figura 5 Sesizorul traductorului de umiditate cu clorură de litiu

15

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

21 Punctul de rouă

Punctul de rouă reprezintă temperatura de saturaţie la care are loc condesarea vaporilor de apa din gazele naturale Practic prin uscarea gazelor se urmăreşte realizarea unui anumit punct de rouă (-15 -20 )

Puncul de rouă este Temperatura la care apare primele picături de apă Există o legătură biunivocă icircntre presiune şi punctul de rouă dată de ecuaţia lui Clapeyron

PT = R V

Dacă se diferenţiază se constată că orice modificare a presiunii schimba temperatura de saturaţie şi invers Cacircte puncte de rouă sunt

PP1 = proces izobar - izotermDacă s-a trecut icircn domeniul vaporilor supraicircncăziţi pe izobară ( P = ct) şi izocoră

( V = ct ) icircn punctele 2 şi 3 fie că se află pe o izobară sau pe o izocoră ca să condenseze vapori de apă din gaz putem veni pe 4 drumuri

1 tranformare izotermă ( 0 ) pentru T = constant2 transformare izobară (61) la P = constant3 Dacă se ia izoterma care trece prin punctul 2 şi se vine pe curba de condensare

izocoră4 Dacă se vine de la S = constant (entalpie constantă) se obţine punctul de rouă la

entalpie constantăCu cacirct punctul de rouă este mai scăzut cu atacirct mai mult se diminuiază cantitatea de

vapori prezentă icircn gaze

12

Folosind formula

us=Rg

Rv

∙Pv

PxminusPv

∙ γ g 0 ∙103

in care

us - conţinutul icircn vapori de apă adică umiditatea g saturate [gNm3]Rg - constanta universală a gazului livrat [ kgmkg bull K ] Rv - constanta universală a vaporilor de apă [ kgm kg bull K]Pv - presiunea parţială a vaporilor de apă la t amestecului [kgfm2]Px - presiunea de regim a conductei [kgfm2]γ g0 - greutatea specifică a gazului uscat la starea normală [kgfNm3]

Punctul de rouă se poate determina din diagrama din Fig 3 pentru un amestec de gaz metan si vapori de apa cu o umiditate cunoscuta

Fig3 Determinarea grafică a punctului de rouă

22 Măsurarea conţinutului de umiditate al gazelor

13

Determinarea cantităţii de apă aflată sub formă de vapori icircn gazele naturale se poate face prin metode directe sau prin metode indirecte

1 Metode directe Metodele directe constau icircn măsurarea directă a cantităţii de apă conţinută icircn volume cunoscute de gaze prin metode chimice sau fizico-chimice (adsorbţie şi absorbţie)

a) Metodele chimice se bazează pe detectarea şi determinarea cantitativă a produşilor de reacţie chimică a unor substanţe cu apa conţinută icircn volumesau mase determinate de gaze Aceste metode prezintă dezavantajul că nupot fi aplicate decacirct icircn condiţii de laborator

b) Metodele bazate pe adsorbţie constau icircn trecerea unor volumedeterminate de gaze prin tuburi de sticlă ce conţin un adsorbant (silicageletc) apoi se determină prin cacircntărire creşterea icircn greutate a tuburilor cuadsorbant Aceste metode au precizie nesatisfăcătoare icircn cazul unor gazecu umidităţi mici deoarece reţinerea apei prin adsorbţie nu este totală

c) Metodele bazate pe absorbţie permit determinarea cantităţii de apă dingaze după ce această apă a fost reţinută icircntr-o substanţă absorbantă fieprintr-un procedeu colorimetric fie prin cacircntărire icircn funcţie de naturaabsorbantului folosit Spre exemplu dacă absorbţia se face icircntr-un glicolcantitatea de apă din glicol se poate determina prin titrare cu reactivulFischer procedeu uşor de realizat icircn condiţii de laborator

2 Metode indirecte Metodele indirecte sunt numeroase şi unele din ele au permis realizarea unor aparate utilizate pentru controlul permanent al umidităţii gazelor icircn fluxurile tehnologice icircn care este necesară cunoaşterea punctului de rouă

La noi icircn ţară cele mai utilizate higrometre sunt Higrometrul portabil CERMAX Higrometrul cu rezistenţă CERMET II Higrometrul cu condensare DEWMET

Aparatul Peutron se bazează pe principiul măsurării conţinutului de umiditate prin determinarea punctului de rouă din temperatura de echilibru a materialelor higroscopice Determinarea punctului de rouă se realizează prin măsurări de temperatură cu ajutorul a două termometre Principiul se bazează pe faptul că la aceeaşi temperatură presiunea vaporilor de apă icircntr-o soluţie de sare cristalizată este mai redusă decacirct presiunea de saturaţie a vaporilor de apă

Icircn figura 4 sunt redate icircn mod comparativ presiunea vaporilor de apă a unei soluţii de clorură de litiu cristalizată şi presiunea de saturaţie a vaporilor icircn funcţie de temperatură Atacircta timp cacirct presiunea parţială a vaporilor din aer este mai mare decacirct presiunea parţială a vaporilor din soluţia de clorură de litiu aceasta va absorbi umiditatea din atmosferă Crescacircnd temperatura soluţiei de clorură de litiu aceasta nu mai preia apă din atmosferă stabilindu-se un echilibru icircntre ambele presiuni parţiale ale vaporilor Din graficul prezentat icircn figura 81 se determină temperatura de rouă corespunzătoare temperaturii de echilibru

14

Traductorul de umiditate este prezentat icircn figura 5 avacircnd următoarele repere 1-icircnfăşurarea de icircncălzire 2-vată de sticlă impregnată 3-tub de sticlă 4-termometru 5-termorezistenţă Cacircnd sesizorul şi aerul icircnconjurător au aceeaşi temperatură clorura de litiu absoarbe apă din aer Dacă termorezistenţei i se aplică o tensiune alternativă un curent electric trece prin soluţia de clorură de litiu icircncălzind-o conform legii Joule - Lenz Prin creşterea temperaturii creşte presiunea parţială a vaporilor din soluţie pacircnă la echilibru Cu ajutorul termometrului se măsoară temperatura stratului de LiCl iar din curba presiunii parţiale a vaporilor din soluţie se deduce presiunea parţială a vaporilor (pv)

Figura 4 Presiunea parţială a vaporilor de apă a unei soluţii saturate de LiCl

Figura 5 Sesizorul traductorului de umiditate cu clorură de litiu

15

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Folosind formula

us=Rg

Rv

∙Pv

PxminusPv

∙ γ g 0 ∙103

in care

us - conţinutul icircn vapori de apă adică umiditatea g saturate [gNm3]Rg - constanta universală a gazului livrat [ kgmkg bull K ] Rv - constanta universală a vaporilor de apă [ kgm kg bull K]Pv - presiunea parţială a vaporilor de apă la t amestecului [kgfm2]Px - presiunea de regim a conductei [kgfm2]γ g0 - greutatea specifică a gazului uscat la starea normală [kgfNm3]

Punctul de rouă se poate determina din diagrama din Fig 3 pentru un amestec de gaz metan si vapori de apa cu o umiditate cunoscuta

Fig3 Determinarea grafică a punctului de rouă

22 Măsurarea conţinutului de umiditate al gazelor

13

Determinarea cantităţii de apă aflată sub formă de vapori icircn gazele naturale se poate face prin metode directe sau prin metode indirecte

1 Metode directe Metodele directe constau icircn măsurarea directă a cantităţii de apă conţinută icircn volume cunoscute de gaze prin metode chimice sau fizico-chimice (adsorbţie şi absorbţie)

a) Metodele chimice se bazează pe detectarea şi determinarea cantitativă a produşilor de reacţie chimică a unor substanţe cu apa conţinută icircn volumesau mase determinate de gaze Aceste metode prezintă dezavantajul că nupot fi aplicate decacirct icircn condiţii de laborator

b) Metodele bazate pe adsorbţie constau icircn trecerea unor volumedeterminate de gaze prin tuburi de sticlă ce conţin un adsorbant (silicageletc) apoi se determină prin cacircntărire creşterea icircn greutate a tuburilor cuadsorbant Aceste metode au precizie nesatisfăcătoare icircn cazul unor gazecu umidităţi mici deoarece reţinerea apei prin adsorbţie nu este totală

c) Metodele bazate pe absorbţie permit determinarea cantităţii de apă dingaze după ce această apă a fost reţinută icircntr-o substanţă absorbantă fieprintr-un procedeu colorimetric fie prin cacircntărire icircn funcţie de naturaabsorbantului folosit Spre exemplu dacă absorbţia se face icircntr-un glicolcantitatea de apă din glicol se poate determina prin titrare cu reactivulFischer procedeu uşor de realizat icircn condiţii de laborator

2 Metode indirecte Metodele indirecte sunt numeroase şi unele din ele au permis realizarea unor aparate utilizate pentru controlul permanent al umidităţii gazelor icircn fluxurile tehnologice icircn care este necesară cunoaşterea punctului de rouă

La noi icircn ţară cele mai utilizate higrometre sunt Higrometrul portabil CERMAX Higrometrul cu rezistenţă CERMET II Higrometrul cu condensare DEWMET

Aparatul Peutron se bazează pe principiul măsurării conţinutului de umiditate prin determinarea punctului de rouă din temperatura de echilibru a materialelor higroscopice Determinarea punctului de rouă se realizează prin măsurări de temperatură cu ajutorul a două termometre Principiul se bazează pe faptul că la aceeaşi temperatură presiunea vaporilor de apă icircntr-o soluţie de sare cristalizată este mai redusă decacirct presiunea de saturaţie a vaporilor de apă

Icircn figura 4 sunt redate icircn mod comparativ presiunea vaporilor de apă a unei soluţii de clorură de litiu cristalizată şi presiunea de saturaţie a vaporilor icircn funcţie de temperatură Atacircta timp cacirct presiunea parţială a vaporilor din aer este mai mare decacirct presiunea parţială a vaporilor din soluţia de clorură de litiu aceasta va absorbi umiditatea din atmosferă Crescacircnd temperatura soluţiei de clorură de litiu aceasta nu mai preia apă din atmosferă stabilindu-se un echilibru icircntre ambele presiuni parţiale ale vaporilor Din graficul prezentat icircn figura 81 se determină temperatura de rouă corespunzătoare temperaturii de echilibru

14

Traductorul de umiditate este prezentat icircn figura 5 avacircnd următoarele repere 1-icircnfăşurarea de icircncălzire 2-vată de sticlă impregnată 3-tub de sticlă 4-termometru 5-termorezistenţă Cacircnd sesizorul şi aerul icircnconjurător au aceeaşi temperatură clorura de litiu absoarbe apă din aer Dacă termorezistenţei i se aplică o tensiune alternativă un curent electric trece prin soluţia de clorură de litiu icircncălzind-o conform legii Joule - Lenz Prin creşterea temperaturii creşte presiunea parţială a vaporilor din soluţie pacircnă la echilibru Cu ajutorul termometrului se măsoară temperatura stratului de LiCl iar din curba presiunii parţiale a vaporilor din soluţie se deduce presiunea parţială a vaporilor (pv)

Figura 4 Presiunea parţială a vaporilor de apă a unei soluţii saturate de LiCl

Figura 5 Sesizorul traductorului de umiditate cu clorură de litiu

15

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Determinarea cantităţii de apă aflată sub formă de vapori icircn gazele naturale se poate face prin metode directe sau prin metode indirecte

1 Metode directe Metodele directe constau icircn măsurarea directă a cantităţii de apă conţinută icircn volume cunoscute de gaze prin metode chimice sau fizico-chimice (adsorbţie şi absorbţie)

a) Metodele chimice se bazează pe detectarea şi determinarea cantitativă a produşilor de reacţie chimică a unor substanţe cu apa conţinută icircn volumesau mase determinate de gaze Aceste metode prezintă dezavantajul că nupot fi aplicate decacirct icircn condiţii de laborator

b) Metodele bazate pe adsorbţie constau icircn trecerea unor volumedeterminate de gaze prin tuburi de sticlă ce conţin un adsorbant (silicageletc) apoi se determină prin cacircntărire creşterea icircn greutate a tuburilor cuadsorbant Aceste metode au precizie nesatisfăcătoare icircn cazul unor gazecu umidităţi mici deoarece reţinerea apei prin adsorbţie nu este totală

c) Metodele bazate pe absorbţie permit determinarea cantităţii de apă dingaze după ce această apă a fost reţinută icircntr-o substanţă absorbantă fieprintr-un procedeu colorimetric fie prin cacircntărire icircn funcţie de naturaabsorbantului folosit Spre exemplu dacă absorbţia se face icircntr-un glicolcantitatea de apă din glicol se poate determina prin titrare cu reactivulFischer procedeu uşor de realizat icircn condiţii de laborator

2 Metode indirecte Metodele indirecte sunt numeroase şi unele din ele au permis realizarea unor aparate utilizate pentru controlul permanent al umidităţii gazelor icircn fluxurile tehnologice icircn care este necesară cunoaşterea punctului de rouă

La noi icircn ţară cele mai utilizate higrometre sunt Higrometrul portabil CERMAX Higrometrul cu rezistenţă CERMET II Higrometrul cu condensare DEWMET

Aparatul Peutron se bazează pe principiul măsurării conţinutului de umiditate prin determinarea punctului de rouă din temperatura de echilibru a materialelor higroscopice Determinarea punctului de rouă se realizează prin măsurări de temperatură cu ajutorul a două termometre Principiul se bazează pe faptul că la aceeaşi temperatură presiunea vaporilor de apă icircntr-o soluţie de sare cristalizată este mai redusă decacirct presiunea de saturaţie a vaporilor de apă

Icircn figura 4 sunt redate icircn mod comparativ presiunea vaporilor de apă a unei soluţii de clorură de litiu cristalizată şi presiunea de saturaţie a vaporilor icircn funcţie de temperatură Atacircta timp cacirct presiunea parţială a vaporilor din aer este mai mare decacirct presiunea parţială a vaporilor din soluţia de clorură de litiu aceasta va absorbi umiditatea din atmosferă Crescacircnd temperatura soluţiei de clorură de litiu aceasta nu mai preia apă din atmosferă stabilindu-se un echilibru icircntre ambele presiuni parţiale ale vaporilor Din graficul prezentat icircn figura 81 se determină temperatura de rouă corespunzătoare temperaturii de echilibru

14

Traductorul de umiditate este prezentat icircn figura 5 avacircnd următoarele repere 1-icircnfăşurarea de icircncălzire 2-vată de sticlă impregnată 3-tub de sticlă 4-termometru 5-termorezistenţă Cacircnd sesizorul şi aerul icircnconjurător au aceeaşi temperatură clorura de litiu absoarbe apă din aer Dacă termorezistenţei i se aplică o tensiune alternativă un curent electric trece prin soluţia de clorură de litiu icircncălzind-o conform legii Joule - Lenz Prin creşterea temperaturii creşte presiunea parţială a vaporilor din soluţie pacircnă la echilibru Cu ajutorul termometrului se măsoară temperatura stratului de LiCl iar din curba presiunii parţiale a vaporilor din soluţie se deduce presiunea parţială a vaporilor (pv)

Figura 4 Presiunea parţială a vaporilor de apă a unei soluţii saturate de LiCl

Figura 5 Sesizorul traductorului de umiditate cu clorură de litiu

15

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Traductorul de umiditate este prezentat icircn figura 5 avacircnd următoarele repere 1-icircnfăşurarea de icircncălzire 2-vată de sticlă impregnată 3-tub de sticlă 4-termometru 5-termorezistenţă Cacircnd sesizorul şi aerul icircnconjurător au aceeaşi temperatură clorura de litiu absoarbe apă din aer Dacă termorezistenţei i se aplică o tensiune alternativă un curent electric trece prin soluţia de clorură de litiu icircncălzind-o conform legii Joule - Lenz Prin creşterea temperaturii creşte presiunea parţială a vaporilor din soluţie pacircnă la echilibru Cu ajutorul termometrului se măsoară temperatura stratului de LiCl iar din curba presiunii parţiale a vaporilor din soluţie se deduce presiunea parţială a vaporilor (pv)

Figura 4 Presiunea parţială a vaporilor de apă a unei soluţii saturate de LiCl

Figura 5 Sesizorul traductorului de umiditate cu clorură de litiu

15

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Cu cel de-al doilea termometru se măsoară temperatura aerului icircnconjurător ceea ce permite aflarea presiunii de saturaţie corespunzătoare acestei temperaturi (pv sat) Limita erorilor este de plusmn1 şi plusmn2 umiditate relativă la temperatura

mediului de 10o C respectiv 40o C

Psihrometrul cu aspiraţie reprezintă cel mai răspacircndit aparat pentru măsurarea umidităţii relative (figura 6)

Figura 6 Psihrometrul cu aspiraţie

Se compune dintr-un ventilator acţionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie care aspiră aer cu o viteză constantă (ge2 ms) prin ambele traductoare de temperatură Icircn timp ce termometrul din stacircnga este expus direct aerului (termometru uscat) cel dendashal doilea este icircnconjurat cu gaze menţinute umede (termometru umed) Datorită curentului de aer o cantitate de apă se evaporă consumacircnd o cantitate de căldură luată din aer Temperatura indicată de termometrul umed va scade şi va coboricirc cu atacirct mai mult cu cacirct se vaporizează o cantitate mai mare de apă adică cu cacirct aerul iniţial este mai uscat Diferenţa de temperatură icircntre termometrul umed şi cel uscat se numeşte diferenţă psihrometrică şi permite determinarea presiunii parţiale a vaporilor de apă cu relaţia lui Sprung

pv=pv satminuspb

775∙ 05 ∙ ( tusminust um )

icircn care s-a notat cu pv ndash presiunea parţială a vaporilor torr pv sat ndash

presiunea de saturaţie la temperatura termometrului umed torr pb ndash presiunea

barometrică torr tus ndash temperatura indicată de termometrul uscat oC tum -

temperatura indicată de termometrul umed oC Relaţia lui Sprung este valabilă pentru temperaturi ce nu depăşesc 50 ordmC

16

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Psihrometrul electronic este constituit din aparatul propriu-zis şi traductorul de umiditate Carcasa aparatului cuprinde cablajul imprimat şi transformatorul de alimentare Pe panoul frontal sunt montate instrumente indicatoare cu scara gradată icircn unităţi de temperatură (oC) precum şi elementele de comandă şi reglare respectiv icircntreruptorul tensiunii din reţea becul de semnalizare a tensiunii din reţea comutatorul interval care selectează intervalul de temperatură (0-25oC respectiv 20-45oC) şi comutatorul modului de lucru cu patru poziţii reglaj zero calibrare tuscat tumed

Blocul traductor cuprinde icircntr-o singură unitate constructivă elementele sensibile la variaţiile de temperatură respectiv două termorezistenţe de Pt100 jucacircnd rolul termometrului uscat şi al celui umed rezervorul de apă distilată şi motorul cu ventilator toate icircntr-o carcasă de material plastic

Se vor efectua măsurători de umiditate a aerului cu ajutorul aparatelor prezentate mai sus La punerea icircn funcţiune şi icircn timpul măsurătorilor se vor respecta indicaţiile date de fabricile constructoare

Psihrometrul electronic higrometrul electronic şi psihrometrul cu fir de păr se pun icircn funcţiune simplu prin conectarea la sursa de tensiune (pentru primele două aparate) După calibrare se fac citirile pentru valorile temperaturilor indicate de termorezistenţele umede şi uscate şi se compară cu tabelele psihrometrice

CAPITOLUL IIICRIOHIDRATII CONDITII DE FORMARE SI DEZAVANTAJE

TEHNOLOGICE

Gazele naturale ca şi gazele asociate au un anumit conţinut de apă sub formă de picături sau vapori cuprins de obicei icircntre limitele de 4 gm3NCriohidraţii se formează prin interacţiunea icircn anumite condiţii dintre hidrocarburi şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaz icircn prezenţa apei libere la temperaturi relativ scăzute şi presiuni ridicate

Criohidraţii sunt substanţe solide cu aspectul gheţii sau al zăpezii mai mare ca apa şi apar la temperaturi mai mari de 0oC

Criohidraţii sunt compuşi chimici metastabili de forma

CnH2n+2 mH2OUnde n = 1 hellip 4 iar m = 67

17

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Condiţii favorabile de formare a criohidraţilor se creează icircn special icircn zonele unde gazele icircncep să se răcească

Explicarea constă icircn faptul că scăderea presiunii icircn zonele de detentă fiind fără efectuare de lucru mecanic (destindere izoentalpică) este icircnsoţită de răcirea gazului răcire care permite apariţia apei libere din condensarea vaporilor de apă existenţi icircn gazele naturale

31 Formarea Criohidratiilor

Condiţiile principale de formare a criohidraţilor sunt presiune temperatură umezeală şi existenţa apei libere Există şi condiţii secundare de formare a criohidraţilor şi anume

- prezenţa H2S- prezenţa mercaptanului icircn gaze- viteza mare a gazelor- turbulenţa mişcării- schimbările bruşte de direcţie şi de secţiune ale conductei- factori care contribuie la amestecarea curentului de gaze din conducteFiecare criohidrat se formează icircn condiţii de temperatură şi presiune diferităPentru fiecare valoare a presiunii folosite icircn exploatare există o temperatură

de echilibru deasupra căreia criohidraţii nu se mai pot forma dar sub care se pot forma

Temperaturile de echilibru variază pentru diferiţi componenţi ai gazelor naturale criohidraţii de C1 avacircnd cea mai scăzută temperatură de echilibru şi cea mai ridicată presiune corespunzătoare icircn timp ce criohidraţii de C3 au cea mai ridicată temperatură de echilibru şi cea mai scăzută presiune corespunzătoare

Unele impurităţi gazoase (cum ar fi H2SCO2) pot forma icircmpreună cu vaporii de apă din gaze criohidraţi icircn anumite condiţii de presiune şi temperatură

311 Mecanismul formării criohidraţilorProcesul de formare a criohidraţilor cuprinde mai multe faze- saturarea gazelor cu vapori de apă- apariţia punctului de rouă- condensarea- separarea şi depunerea apei- acumularea acesteia icircn anumite zone- amorsarea cristalizării- cristalizarea icircn anumite condiţii de temperatură şi presiune (formarea hidratului)Formarea criohidraţilor atacirct icircn sondele de gaze cacirct şi icircn instalaţia

tehnologică de suprafaţă şi conductele de transport poate conduce la distrugerea integrităţii echipamentelor instalaţii la anexe şi a conductelor ca urmare a impactului cu dopul de criohidrat devenit liber icircn momentul restabilirii fluxului de gaze naturale către consumatori

18

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

La sondele de gaze naturale criohidraţii pot apărea icircn aval de o porţiune strangulate icircn coloanele de ţevi de extracţie icircn zonele unde apar depuneri sub forma unor dopuri pe interiorul tubingului icircn capul de erupţie după duza capului de erupţie sau icircn interiorul conductelor de aducţie sau transport icircn punctele unde există ventile parţial deschise sau strangulări ale conductelor

Alcanii inferiori aflaţi icircn fază gazoasă sau lichidă icircmpreună cu apa lichidă sau solidă formează substanţe asemănătoare zăpezii umede la temperaturi şi presiuni la care apa singură nu se solidifică Aceste substanţe se numesc criohidraţi sau hidraţi şi au o stabilitate redusă Criohidraţii au o structură cristalină fiind alcătuiţi icircn cea mai mare parte din molecule de apă moleculele hidrocarburilor ocupacircnd spaţiile libere din reaţeaua apei

Formarea criohidraţilor este de natură fizică legăturile chimice dintre hidrocarburi şi apă fiind slabe Studii recente effectuate cu ajutorul analizei spectrelor de rezonanţă magnetică nucleară şi al spectrelor de adsorbţie dielectrică au arătat că moleculele de hidrocarburi se rotesc liber icircn spaţiile reţelei cristaline Reţeaua cristalină a criohidraţilor diferă de cea a gheţii de altminteri aceasta nu ar permite includerea moleculelor de hidrocarburi cu dimensiuni mai mari decacirct spaţiul existent icircn reţeaua ei

Condiţia esenţială de formare a criohidraţilor o constituie existenţa apei lichide sau solide Pe lacircngă aceasta sunt necesare şi anumite condiţii de presiune şi temperatură Turbulenţa şi pulsaţiile de presiune sunt factori favorizanţi

Pentru sistemul metan-apă diagrama de stare este arătată icircn figura 7

19

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Fig7 Diagrama de stare a unui sistem pseudo-monocomponent (metan icircn echilibru cu apa) L ndash apă icircn stare lichidă L2 ndash CH4 icircn fază lichidă V2 ndash CH4 icircn fază de vapori H ndash criohidrat G ndash gheaţă

Celelalte sisteme alcan-apă au diagrame de stare asemănătoare cuprinzacircnd aceleaşi puncte curbe şi domenii caracteristice

Punctele A şi B sunt puncte cvadruple de echilibru a patru faze Icircn punctul A se află apă lichidă gheaţă metan gazos şi criohidrat de metan Icircn punctul B se află apă lichidă metan lichid metan gazos şi criohidrat de metan De menţionat că apa lichidă este saturată cu metan iar metanul lichid şi gazos sunt saturate cu apă

Punctul C este punctul critic al sistemului metan-apă (proprietăţile fazelor sunt identice)

Pe curbele diagramei de stare coexistă trei faze icircn echilibru de exemplu curba AB reprezintă puncte (p T) de echilibru a apei lichide L1 cu metanul gazos V2 şi cu criohidratul H Pe figură sunt indicate fazele la echilibru din diferite domenii (p T)

După cum se observă criohidraţii se pot forma la presiuni mari şi temperaturi mici Pentru fiecare criohidrat simplu există o temperatură limită

Din diagramă se observă următoarele caracteristici- criohidraţii se formează la temperaturi mai mari de 0oC- există o temperatură TCH peste care oricacirct de mare ar fi presiunea criohidratul nu se mai formează- domeniul de temperaturi icircn care se formează criohidraţii este mai mare icircn cazul metanului şi scade cu creşterea numărului de atomi de carbon din molecula hidrocarburii

Stabilitatea criohidraţilor creşte de la metan la butan iar icircn cadrul butanului izobutanului formează cu uşurinţă criohidraţi faţă de normal butan care formează criohidraţi numai la temperaturi mai mici

Criohidraţii se formează la temperaturi relativ mici dar nu sub 0oC şi nu se mai formează la temperaturi mai mari de 215oC pentru metan şi de 25oC pentru amestecul de hidrocarburi gazoase

Prezenţa componenţilor gazoşi nehidrocarburi sau impurităţi de tipul CO2 şi H2S determină o stabilitate mărită a criohidraţilor iar mineralizaţia (salilinitatea) apei determină o micşorare a temperaturii de formare a acestora

312 Prevenirea şi combaterea criohidraţilorPentru că formarea dopurilor de criohidraţi conduce la oprirea din producţie

a sondelor este de preferat să se aplice unele măsuri tehnologice de prevenire a formării acestora

Prevenirea se poate face fie prin- cunoaşterea condiţiilor de formare şi dezvoltare a criohidraţilor- stabilirea unui ritm de extracţie adecvat dacă condiţiile geologo-tehnice

permit (tendinţa de mărire a debitului produs de sonde)- montarea duzelor de fund din interiorul coloanei de ţevi de extracţie

20

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

- uscarea gazelor de instalaţii de deshidratare icircnainte de a fi transportate- izolarea elementelor componente ale instalaţiei tehnologice de suprafaţă ale

sondelor de gaze cu vată minerală- icircncălzirea gazelor după destinderea acestora icircn duza capului de erupţie cu

ajutorul icircncălzitoarelor sau caloriferelor cu care sunt echipate unele instalaţii de suprafaţă

- icircn perioadele rele ale anului se recomandă injectarea icircn sondă sau icircn conducte a unor cantităţi de lichide cu afinitate mare la apă cum sunt glicolii (etilenglicolul dietilenglicolul) amoniacul metanolul

Prin micşorarea presiunii gazului pacircnă la o valoare inferioară presiunii de echilibru şi prin mărirea temperaturii pacircnă la o valoare superioară aceleia corespunzătoare temperaturii de echilibru la presiunea gazelor posibilităţile formării criohidraţilor vor fi eliminate

Pentru fiecare valoare a presiunii de exploatare există o temperatură de echilibru deasupra căruia criohidraţii nu se mai pot formaIcircn cazul sondelor de metan se poate calcula cu precizie temperatura de formare a criohidraţilor cu relaţia

tCH = 20 log p ndash 28Unde tCH ndash este temperatura icircn oC la care apare criohidratul dacă presiunea

gazului metan p se introduce icircn bar Valorile temperaturilor sub care criohidraţii metanului sunt stabilite pentru domeniul de presiuni cuprinse icircntre 30 şi 250 bar sunt calculate şi tabelate astfel pentru p = 250 bar rezultă temperatura criohidratului la 199oC

32 Prevenirea formării criohidraţilor prin injectie de metanol sau glicoli icircn gazele naturale

Pentru reducerea conţinutului de apă din gazele naturale şi prevenirea formării criohidraţilor pe parcursul conductelor de transport ca urmare a scăderii temperaturii se apelează adesea la injecţia de glicoli sau metanol direct icircn conducte injecţie urmată apoi de o separare mecanică a gazului de cele două faze lichide rezultate din proces faza de hidrocarburi condensate şi soluţia de glicoli sau metanol

Prin introducerea de inhibitori icircn curentul de gaze naturale ce conţin vapori de apă se deplasează ( se icircntacircrzie) apariţia plajei icircn care vapori de apă trec icircn fază lichidă

Icircn instalaţiile de deshidratare se utilizează următorii inhibitori- alcollii - metanol etanol izopropanol- glicoli - monoetilenglicol (MEG) dietilenglicol (DEG)- trietilenglicol (TEG) tetraetilenglicolul (TtEG)- amoniac - NH3

Cantitatea de inhibitori injectabili se poate calcula cu relaţia experimentală stabilită de Hammerschmidt

21

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

W =100 ∙ d ∙ MK+d ∙M

unde

W - icircn greutate a inhibitorului pur icircn amestecul apă + inhibitor

d - căderea de temperatură pentru formarea hidraţilor (degF)

M - masa moleculară a inhibitorului

K - coeficient ce depinde de inhibitor

Eficacitatea inhibitorilor este cu atacirct mai mare cu cacirct MK este mai mic

Icircn tabelul de mai jos sunt redate unele valori de calcul pentru diferiţi inhibitori

Nr crt

Inhibitor Densitate la 15 degC

Masa moleculară K

1 Metanol 0796 3204 23352 Etanol 0794 4607 23353 Izopropanol 0789 6110 23354 Amoniac 0617 1700 23355 Etilenglicol 0118 6207 22006 Propilenglicol 1042 7610 35907 Dietilenglicol 1125 10610 43678 Trietilenglicol 1131 15018 4400

Tabelul 1 Valorile de calcul pentru diferiţi inhibitori

Cantitate de inhibitor obţinută cu relaţia lui Hammerschmidt trebuie majorată pentru a se ţine seama de vaporizarea parţială sau de solubilitatea icircn faza hidrocarburi lichide cu cea 10

Cei mai utilizaţi inhibitori sunt glicolii şi metanolul

Glicolii - sunt utilizaţi icircn mod curent pentru scăderea punctului de rouă din unităţile de tratare prin frig şi icircn conducte ce transportă gaze umede (a nu se confunda cu activitatea de transport gaze naturale) la producători icircn diferite instalaţii tehnologice Dintre glicoli se preferă monoetilenglicolul (MEG) deoarece are solubilitate mai mică icircn hidrocarburi

Schema tehnologică a unei asemenea instalaţii este prezentată icircn fig 8 Glicolul este injectat icircn curentul de gaz din conductă şi circulă icircmpreună cu gazele un anumit timp pentru a se realiza un contact gaz-lichid cacirct mai bun O eficacitate mai bună se obţine printr-o pulverizare a glicolului pentru evitarea icircnfundării

Alte probleme mai deosebite ale procedeului sunt- prevenirea diluării şi contaminării glicolului cu apă sărată din gaz prin introducerea

unui vas separator de apă eficace şi dimensionarea corectă a acestuia

22

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

- dimensionarea corectă a celorlalte două vase separatoare gaz-hidrocarburi lichide-soluţie de glicol sau metanolGlicolii sunt puţin volatili uşor decantabili icircn hidrocarburi lichide şi se regenerează

relativ simpluSe utilizează soluţii de glicoli cu concentraţii de 60 - 80 icircn greutate Acest

domeniu de concentrare corespunde la un amestec de glicol - apă la care punctul de solodificare se situează la temperaturi coboracircte ceea ce evită solidificarea (segregarea) glicolilor

Fig 8 Schema tehnologică a instalaţiei de prevenire a formării criohidraţil prin injecţia de glicoli sau metanol

Metanolul - este utilizat icircn general fără recuperarea cantităţii introduse soluţie neeconomică din punct de vedere al consumului de metanol cu implicaţii icircn calitatea gazelor naturale destinate chimizării producerii de sticlărie şi ceramică fină tratamente termice etc Soluţia de recuperare a metanolului prin distilare necesită instalaţii relativ complexe şi consum energetic mare

Din aceste motive domeniile de aplicaţie sunt - mici instalaţii de refrigerare prin detentă - injecţie intermitentă de regulă sezonieră icircn tubulaturi răcite icircn contact cu

mediul ambiant- cantităţi mici de gaze tratabile dar care au ca utilizatori procese ce nu sunt

influienţate de prezenţa metanolului- injecţie icircn anumite zone ale unor instalaţii icircn care este posibil a se forma

hidraţi datorită detentei refrigerării etcAvantaje

- constau icircn simplitatea metodeiDezavantaje

- coroziune icircn prezenţa C02 şi H2S

23

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

- cheltueli relativ ridicate de exploatare- depozitarea este pretenţioasă datorită volatilităţii şi inflamabilităţii- deranjarea unor procese tehnologice din aval- instalaţii complexe de regenerare este toxic

CAPITOLUL IVUSCAREA GAZELOR NATURALE

41 Procedee de uscare si deshidratare a gazelor naturale

411 Deshidratarea a gazelor naturale

La deshidratarea gazelor naturale se utilizeazamai multe tipuri de instalatii dintre care amintim

aInstalatii de deshidratare a gazelor prin detenta(procedeul criogenic)b Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin absorbtiec Instalatii de deshidratare a gazelor naturale prin adsorbtie

a Deshidratarea a gazelor prin detenta(procedeul criogenic) Se utilizeaza de obicei la zacamintele de gaze care au presiuni mari si consta in aceea cagazele se destind de la presiuni de 120-150 bar la presiuni de 40-60 bar

24

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Ca urmare a procesului de dezhidratare izentalpic(la entalpie constanta)se produce efectul JOUL TOMSON de racier a gazelor si apa este retinuta sub forma solida

Acest procedeu este tot mai putin folositdatorita exigentelor constructive ale utilajelor care trebuie sa functioneze la temperature negative(-40-60 ordmC)

Conditiile de debit sipresiune de exploatare a sondelor pot determina renuntarea la deshidratarea prin racier(detenta)impunandu-se solutia deshidratarii in statii de uscare centralizatepe grupuri de sonde sau straturi productiveutilizand procedeele de uscare prin absorbtie sau adsorbtietinand seama de avantajedezavantajele si economicitatea solutiei

b Deshidratarea a gazelor prin adsorbtie Adsorbtia este un fenomen chimic instantaneu exotermicprin care se realizeaza o operatie unitara de transfer de masaprin care un component dintr-un fluid este retinut de suprafata desicantului cu care fluidul vine in contact

In functie de existenta unui anumit camp de forte la nivelul suprafetei de contact cu adsorbantuladsorbtia poate fi

-de natura fizicanu se modifica structura fizica a moleculei adsorbtiei-de natura chimicaadsorbtia este initiate de o reactie chimica si modificariTipul de adsorbtie este determinat de proprietatile adsorbantului si de

campul de forte de diferite nature ce actioneaza la nivelul suprafetei de contactgaze umede-adsorbant

forte van der Waalsforte de coeziune forte coloumbiene electrostatice forte determinate de valente chimice si legaturi polare

Caracterul predominant al naturii uneia din aceste forte si intensitatea interactiunii dintre acestea si fluxul de amestecuri fluide cu care vin in contactdepinde de sistemul de adsorbant adsorbitfactorul ce determina profunzimea seperarii fiind diferenta intre fortele cu care actioneaza componentii a caror marime depinde de echilibrul de faza si de coeficientul de repartitie

Adsorbantii determina intr-o masura hotaratoare eficienta si economicitatea procesului de uscare a gazelor naturale in realizarea unui punct de roua impusDintre adsorbantii hidroscopici industriali(desicanti)cei mai des utilizati sunt

Silicati de aluminiu(gel de siliciu)de regula activaticu mare receptivitate pentru apa si o relative buna capacitate de adsorbtie pentru hidrocarburi si care in mod current asigura coborarea punctului de roua la -30 ordmCSilicagelul se fabrica si se prezinta sub diferite denumiria)Silicagelul Upsonfabricat in Romania sub denumirea de ldquoIonosifrdquoin

sorturi microporos pentru utilizari industriale si ldquoindicatorrdquoin laborator sau scopuri speciale

b)Perle de silicagel Lurgi Germaniac)Silicagel Davidson SUAd)Mobilsorbead H-SUA

25

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Silicagelul se incarca cu vapori de apa pana la 40 din greutatea saapa ce nu se elimina prin regenerare cca 5

Toate tipurile de silicagel se sfarma si se pulverizeaza in prezenta apei libere din gazeneretinuta inaintea coloanelor de adsorbtie

Avantajele folosirii silicatilor de aluminiu- permit reducerea continutului de apa in gaze in jur de 10 ppm sau 8 mgmsup3 si

sunt usor regenerabili la temperature de 120-200 ordmC- adsorb si hidrocarburi greledar care sunt desorbite in procesul regenerarii- Dezavantajele folosirii silicatilor de aluminiu- capacitatea de adsorbtie initiala se reduce in timpul procesului tehnologic- sunt puternic agresati si distrusi de apa liberaantrenata accidental si

neretinuta inaintea adsorberelor(granulele se sparg)- reactioneaza chimic cu substantele bazicefiind de natura

acida(sodaammoniac) Oxizii de aluminiualumina activate- oxizii de aluminiu(hidroxizii)alumina activatepot obtine caderi de

temperature pentru punctual de roua de -60hellip-75 ordmC- adsorb usor hidrocarburile grele din gazelle naturaledar fara posibilitatea de

desorbtie la regenerare- temperatura de regenerare este de 175-300 ordmC- fiind de natura alcalinapot sa reactioneze cu eventualii acizi- alumina activate are o capacitate de adsorbtie de 13-15 din greutate Sitele moleculare-(zeoliti sintetici)constituiesc adsorbantii cei mai

performanti care permit reducerea continutului de apa in gaz la valori sub 18 mgmsup3

- diametrul mic al porilor impiedica adsorbtia hidrocarburilor grele- de natura alcalina sunt sensibile la acizi si sunt mai scumpe decat ceilalti

desicanti- temperaturile de regenerare sunt inalte de cca 220-350 ordmC- este posibil a se face uscarea la temperature inalte- utilizarea este posibila pentru un continut in apa foarte coborat- controlul adsorbtiei se face printr-o judicioasa alegere a tipului de sita

moleculara- permit volume si viteze de adsorbtie foarte mari- reteaua cristalina rigida nu se deformeaza datorita adsorbtiei si desorbtiei la

temperature ridicate- au o rezistenta mare in contact cu lichideleinclusive cu apa libera ce

distruge ceilalti desicantiSchema tehnologica este aceeiasi pentru toate procedeeledar particularizata in functie de parametrii(debitepresiunitemperaturedesicantiexistenta apeigradul de noutati in echipamentecoborarea punctului de rouaautomatizarietc)

Din cele prezentete mai susrezula ca mecanismul adsorbtiei este mai complicat decat cel al absortie

26

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

adsorbantii sunt supusi la solicitari complexein care viteza gazelor si variatiile de temperature a ciclului de lucru(adsorbtie-desorbtie-regenerare)trebuie atent controlate iar parametrii gazelor naturale supuse procesuluimentinuti in zona celor pentru care s-a proiectet instalatia

statiile de deshidratare prin adsorbtiegenereaza pierderi de presiune in fluxul de gaze prin patul de adsorbanti din coloane si in restul instalatiilor si de aceea aceasta tehnologie nu este indicate la campurile de gaze cu pronuntat decline de presiunu si debite

procesul separarii prin adsorbtie a vaporilor de apaeste discontinuu si necesita doua grupe de adsorbere(un grup este in adsorbtiecelalalt grup este in desorbtie si regenerare)

performanta maxima la costuri investitionaleenergetice si de operare rezonabile se obtine prin utilizarea sitelor moleculare

desicantii pot fi folositi-in pat fix(adsorbtie-sorbtie)-in pat mobil(hipersorbtie)-in pat fluidizat-in suspensie

Indeshidratarea gazelor naturale prin adsorbtie se utilizeaza solutia cu pat fix

c DESHIDRATAREA GAZELOR PRIN ABSORBŢIE ABSORBŢIA ndash este un fenomen de transfer de masă icircntre două faze

determinat de gradientul de concentraţie din fiecare fază acesta indicacircnd poziţia icircn care se află fazele faţă de condiţiile de echilibru Deplasarea moleculelor se face de la nivelul ridicat la cel scăzut

Icircntr-un sistem format dint-o fază gazoasă şi una lichidă se stabileşte un echilibru microscopic care depinde de natura gazului şi lichidului de temperatură şi presiune

Gazul se va dizolva icircn lichid pacircnă la atingerea unei concentraţii de echilibru Dacă concentraţia gazului icircn lichid este mai mare decacirct de echilibru excesul de gaze absorbit prin desorbţie trece icircn faza gazoasă Pentru un anumit gaz şi un anumit lichid concentraţia de echilibru este icircn funcţie de temperatură şi presiune

Trecerea unui component din fază gazoasă icircn fază lichidă se realizează icircn etape succesive

- migrarea componentului din fază gazoasă spre interfaţa gaz-lichid

- deplasarea moleculelor icircn interiorul fazei lichide

- icircn imediata vecinătate a interfeţei dizolvarea componentului solubil provoacă o sărăcire a fazei gazoase şi o icircmbogăţire a fazei lichide existacircnd faţă de interfaţă doi gradienţi de concentraţie specifică fiecărui film (Legea lui Henry pg = Hx şi legea RAOULI p = Px

27

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Absorbţia cu lichid absorbant se poate aplica şi icircn combinaţie cu alte procese şi procedee ca de exemplu cu metode de răcire a gazelor naturale (dilentă schimbătoare de căldură etc)

Absorbţia vaporilor de apă icircn contact direct cu un lichid hidroscopic este favorizată de presiuni ridicate ale gazelor şi de temperaturi scăzute ale acestora de suprafaţa şi timpul de contact

Procedee de deshidratare prin absorbţie comportă1)absorbanţi organici recuperabili prin regenerare- monoetilen glicol MEG

- dietilin glicol DEG

- trietilin glicol TEG

- tetraetilen glicol T1EG

2) absorbanţi organici nerecuperabili prin regenerare (alcolmetilic acetona)3) absorbanţi anorganici (clorura de calciu clorura de sodiu clorura de

magneziu)Icircn industria gazelor naturale se utilizează absorbţia cu absorbanţi lichizi

organici recuperabili prin regenerare Cel mai utilizat este TEG pentru performanţele ce se pot obţine la un cost rezonabil utilizacircnd pentru contact coloane cu talere şi circuit gaz-apăTEG icircn contra curent

Acest tip de instalaţii au următoarele avantaje- cheltuieli de investiţii reduse

- costuri de exploatare acceptabile

- pierderi de presiune icircn instalaţii reduse

- se pot deshidrata gaze naturale cu presiuni joase şi temperaturi relativ mari

- TEG nu reacţionează cu gazele naturale nu se descompune la temperaturile de operare nu au viscozitate ridicată şi nu produce pierderi mari prin evaporare permiţacircnd scăderi ale punctului de rouă de 30-40oC TEG este folosit pentru deshidratarea gazelor naturale cu temperaturi foarte mari la ieşirea din sonde sau staţii de comprimare

Glicolul regenerat este răcit icircn contracurent cu glicolul icircmbogăţit cu apă şi apoi este introdus icircn absorba cu ajutorul pompelor de glicol

Debitul de glicol icircn circuit este de 17-42 lkg apă conţinut de gaze- Temperatura icircn regenerator este de 190-205o C (intrare-ieşire)

- Pierderile de glicol sunt de 001-006 g1000 Nm3 gaze tratate

Descompunerea glicolului se produce la temperaturi icircnalte şi icircn prezenţa oxigenului Ca urmare glicolul trebuie filtrat icircnainte de a intra icircn regenerator pentru

28

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

a se evita depunerile solide pe suprafeţele de schimb de căldură care ar putea determina supraicircncălziri ale acestora

Tipurile de coloane de absorbţie pot fi- verticale cu talere contact icircn contracurent

- verticale cu bdquopachingrdquo din material ceramic plastic sau sacircrmă (pentru coloanele cu diametre mici)

- orizontale cu diferite dispozitive (talere pachinguri etc) cu contac gaze+apăglicoli icircn echicurent

Cel mai eficient tip de coloană de absorbţie este cel vertical cu talere cu contact icircn contracurent

Icircn tratarea prin absorbţie a gazelor naturale la producători şi transportatori intervin următori factori esenţiali faţă de utilizarea inhibitorilor

- debite de gaze naturale (3-10 milmczi) icircn cazul producţiei proprii şi peste aceste valori (10-50 milmczi) icircn cazul exporturilor sau a tranzitului continental şi intercontinental precum şi pentru importante depozite subterane

- necesitatea regenerării şi recuperării solvenţilor atacirct din motive economice cacirct şi pentru a nu vicia compoziţia gazelor naturale aval de staţia de uscare prin absorbţie

- realizarea unui punct de rouă impus icircn condiţiile contractuale

- desfăşurarea activităţii staţiei icircn mod continuu controlul cutanat al proceselor siguranţa icircn exploatare urmărirea prin sistem integrat tip SCADA

- utilizarea unor cantităţi foarte mari de solvent lichid faţă de scopul de bdquoinhibitorrdquo

412 Procedee de uscare a gazelor

Pentru realizarea uscării gazelor şi prevenirea formării criohidraţilor se cunosc mai multe procedee şi anume

1 procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire 2 procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină

activată şi site moleculare)3 procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură

de calciu şi litiu)

1 Procedeul de uscare prin comprimare şi (sau) răcire

Icircn tehnica prelucrării gazelor naturale separarea la temperaturi joase se situează printre principalele metode de extracţie concomitentă a vaporilor de apă şi a hidrocarburilor din aceste gaze Prin utilizarea procedeelor de separare la temperaturi joase pe lacircngă

29

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

reducerea umidităţii din gazele naturale pacircnă la cele mai severe limite impuse de siguranţa transportului pe conductele magistrale s-a izbutit să se extragă şi icircntre 30 şi 70 din hidrocarburile condensabile

Criogenia - ca tehnică independentă sau auxiliară - se impune din ce icircn ce mai mult icircn industria modernă

Coboracircrea temperaturii de la temperatura ambiantă spre imtervalul temperaturilor criogenice necesită cicluri ireversibile de o mare eficacitate cu foarte bune schimburi de căldură şi cu foarte reduse pierderi de căldură printr-o perfectă izolare şi cu echipament special construit din material corespunzător (aliaje tari din oţeluri austenitice inoxidabile)Procesele criogenice sunt aplicate icircn special pentru adacircncirea recuperării unor componenţi doriţi sau pentru eliminarea unor impurităţiCriogenia prin laminarea gazelor naturale cacircnd se dispune de presiunea necesară este cea mai economică metodă de deshidratare şi reţinere a unor fracţii constituente

Avantaje- cheltueli reduse de investiţii- dirijarea şi supravegherea simplă a instalaţiei- reducere importantă a punctului de rouă

Dezavantaje- dependenţa de mărimea presiunii disponibile Această metodă nu este economică

decacirct acolo unde apa de răcire poate fi obţinută uşor şi la o temperatură care să facă eficace procesul respectiv sau atunci răcirea - adică soluţiile frigorifice sau destinderea de gaze - rezultă dintr-un alt proces industrial unde nu au alte icircntrebuinţări Procedeul de răcire prin expandare este aplicat de aceea adeseori icircn combinaţie cu un procedeu de deshidratare cu agenţi de absorbţie lichizi icircn special cu agenţi organici

- utilizarea unor instalaţii de sine stătătoare pentru răcirea gazelor naturale icircn vederea deshidratării lor apare neeconomică

30

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

UndeS sondă de gaze naturale1 barieră antiseparatoare şi filtre pentru impurităţi solide şi lichide2 dispozitiv de detentă prin laminare3 instalaţie de injecţie inhibitor4 schimbător de căldură (răcitor gaze gaze)5 schimbător de căldură (răcire gaze fluid frigorific) şi vaporizator pentru

fluidul de răcire6 instalaţie care asigură circulaţia fluidului frigorific icircn răcitorul 57 separator de hidrocarburi8 recuperatori de inhibitori9 depozit de apă extrasă din gazele anturale10 instlaţie de recuperare a hidrocarburilor lichide separate prin răcire din

gazele naturale

2 Procedee de uscare prin adsorbţie pe substanţe solide desicante (silicagel alumină activată şi site moleculare)

Uscarea gazelor prin adsorbţie pe diferite solide desicante (alumină activată silicagel site moleculare etc) se bazează pe capacitatea de adsorbţie pe care o manifestă aceste solide faţă de vaporii de apă Această capacitate de adsorbţie se exprimă icircn (kg apă100 kg adsorbant solid) şi depinde de mai mulţi factori şi anume

- de natura adsorbantului- de temperatura sistemului- de presiunea parţială remanentă (de echlibru) a vaporilor de apă din gaz

31

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

- de punctul de rouă final al gazului

Cu cacirct temperatura este mai mare cu atacirct capacitatea de adsorbţie este mai mică şi invers Staţiile de uscare prin adsorbţie au acelaşi scop ca şi cele prin absorbţie şi anume reţinerea apei sub formă de vapori conţinută icircn gazele naturale pentru a se obţine un anumit punct de rouă corespunzător cerinţelor de exploatare şi condiţiilor contractuale

Deosebirea icircntre aceste instalaţii de deshidratare constă icircn natura fenomenelor luate icircn considerare şi a adsorbanţilor utilizaţi a variaţiei parametrilor gazelor naturale supuse tratării (debite presiuni temperaturi compoziţia gazelor) şi a parametrilor de exploatare a staţiilor a tehnologiilor de uzinare şi a desicanţilor de care se dispune la un anumit moment

Uscarea se realizează prin trecerea gazelor naturale cu vapori de apă prin coloana de adsorbţie ce conţine un strat de material adsorbant care reţine umiditatea

Transferul de masă din gaze către adsorbant are loc icircn interiorul unei zone unde conţinutul icircn apă a desicantului va creşte pacircnă la saturaţia acestuia Această zonă numită zonă de transfer de masă sau front de adsorbţie se deplasează icircn sensul curentului de gaze

Cacircnd frontul de adsorbţie atinge extremitatea patului de desicant apare momentul punctului de rupere după care conţinutul icircn apă a gazului icircncepe să crească rapid

Adsorbantul saturat trebuie să fie regenerat (preluarea umidităţi reţinute cu ajutorul unui curent de gaze calde după care urmează răcirea adsorbantului) pe baza principiului de realizare a condiţiilor de echilibru

Avantajele

32

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

- constau icircn faptul ca prin adsorbţia pe site moleculare se pot realiza scăderi ale punctului de rouă foarte mari (mai mari de 80 degC faţă de 4050 degC icircn cazul uscării prin absorbţie icircn glicoli) cerute de unele procese tehnologice De aceea procedeele de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie sunt folosite acolo unde procesele tehnologice impun cu stringenţă o calitate deosebită a gazelor naturale

- debitul şi presiunea gazelor supuse uscării sunt limitate icircntr-o plajă dictată de diametrul coloanei şi contactul cu o cantitate fixă de desicant

- eficienţa adsorbţiei depinde de timpul de contact gaze-adsorbant- viteza de parcurgere a patului de adsorbant este limitată şi de timpul de contact dar

şi de evitarea antrenării şi barbotării desicantului

Dezavantaje- procedeul este ciclic cu fazele de adsorbţie - desorbţie - răcire - procedeul este relativ rigid pentru o anume instalaţie deoarece

3 Procedee de uscare prin absorbţie icircn lichide higroscopice (glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu)

Procedeele de uscare prin absorbţie icircn glicoliProcedeele de uscare a gazelor naturale prin absorbţie icircn glicoli se preferă atunci cacircnd

contractele de vacircnzare-cumpărare a gazelor naturale ce urmează a fi transportate prin conducte au specificaţia tipică a umidităţii egală cu 7lbsMMscf sau 1185 mg H20 Nm3

ceea ce corespunde la un punct de rouă cuprins de regulă icircntre 0 - 12 degC icircn funcţie de presiunea gazului

Avantajele procedeelor de uscare prin absorbţie in glicoli faţă de procedeele de uscare bazate pe adsorbţia vaporilor de apă pe solide desicante sunt următoarele

- procedeele de uscare cu glicoli sunt procedee continue şi deci uşor de automatizat şi condus

- costul instalaţiei este aproximativ jumătate din costul instalaţiilor de uscare prin adsorbţie pe solide desicante

- pierderea de presiune icircn coloana de absorbţie a vaporilor de apă icircn glicoli este de 035 07 bar icircn timp ce pierderea de presiune prin turnul de adsorbţie este de 07 21 bar

- consumul de energie raportat la kilogramul de apă eliminată din substanţa desicantă icircn procesul de regenerare este mic icircn cazul glicolului

- glicolii sunt mai rezistenţi la contaminanţii din sistem hidrocarburile şi apa reţinută din gaze deterioracircnd rapid solidul desicant de asemenea această deteriorare are loc şi ca urmare a şocurilor mecanice la scăderea şi creşterea bruscă a presiunii a şocurilor termice şi a contaminării cu gaze acide (H2S C02 R-SH ) din gazele naturale

Dezavantajele procedeelor de uscare cu glicol - sunt legate de următoarele probleme ce apar icircn timpul funcţionării

- oxidarea şi descompunerea termică a glicolului- contaminarea lui cu săruri şi hidrocarburi lichide- acumularea de particule solide şi de hidrocarburi spumareaetc

33

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Oxidarea glicolilor - are loc ca urmare a prezenţei oxigenului icircn sistem Acest oxigen intră icircn sistem cu gazele supuse uscării prin vasul de stocare a glicolilor prin sistemul de etanşare a pompelor etc Glicolii icircn prezenţa oxigenului se oxidează uşor cu formare de acizi organici corozivi

Descompunerea termică - a glicolilor cu formare de compuşi corozivi are loc ca urmare a unei icircncălziri excesive icircn refierbător cacircnd se depăşeşte temperatura de descompunere a glicolilor sau a unor supraacircncălziri locale

Contaminarea cu săruri - a glicolilor din instalaţie are loc ca urmare a aducerii acestor săruri de către gazul supus uscării cacircnd acesta nu este bine purificat cu un scruber eficient icircnainte de a trece icircn coloana de uscare Această contaminare conduce la depunerea de săruri icircn sistem şi accelerează coroziunea echipamentului şi reduce transferul de căldură icircn refierbător Mai mult acumularea icircn sistem a acestor săruri a unor particule solide şi a hidrocarburilor asfaltice conduce la formarea unui depozit cunoscut icircn limba engleză sub formă de sludge La icircnceput acest depozit este suspendat pe traseul prin care circulă glicolul dar după o perioadă de timp acumularea acestor impurităţi devine atacirct de mare icircncacirct icircncep să se depună Acest fapt conduce la formarea unui depozit de gume lipicios şi abraziv care poate cauza eroziunea pompelor a ventilelor sau a altor componente din echipament Cacircnd pH glicolului este scăzut depozitul devine tare şi casant cacircnd se depune pe talerele din coloana de absorbţie pe umplutura din coloana de regenerare şi icircn locuri amplasate pe circuitul glicolului

Contaminarea cu hidrocarburi lichide - are loc fie prin aducerea de către gaz fie prin condensarea parţială a gazului icircn coloana de absorbţie (uscare) Această contaminare conduce la spumarea degradarea şi pirderea de glicol

Spumarea - se datorează hidrocarburilor lichide inhibitorilor de coroziune sărurilor şi paticulelor solide fin divizate care se menţin icircn stare suspendată Spumarea conduce la pierderi de glicol prin antrenarea mecanică a acestuia la vacircrful coloanei de uscare de către fluxul de gaz ca urmare a stratului stabil de spumă care se formează şi se menţine deasupra talerelor De asemenea spumarea reduce atacirct capacitatea de uscare a coloanei cacirct şi eficienţa uscării ca urmare a faptului că spuma icircnrăutăţeşte contactul dintre gaz şi glicol

Absorbţia icircn lichide higroscopiceSe bazează pe proprietatea unor compuşi organici de a absorbi la temperaturi mai

scăzute umiditatea pe care o cedează apoi la temperaturi mai ridicate destul de uşor Pentru realizarea procesului de deshidratare prin absorbţie o instalaţie cuprinde ca echipament de bază şi echipament auxiliar

- separatoare de impurităţi - coloană de absorbţie - coloană de desorbţie - schimbătoare de căldură - recipienţi pentru absorbenţi- pompe

34

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Fig 12 Schema tehnologică clasică de uscare a gazelor naturale cu TEG

Instalaţia clasică de uscare a gazului natural cu DEG sau TEG este prezentată icircn ea este formată icircn principal dintr-o coloană de absorbţie 1 prevăzută cu 8 10 talere şi o coloană de regenerare a glicolului (o coloană de separare a apei de glicol prin fracţionare) prevăzută cu umplutură ia care se mai adaugă schimbătoare de căldură pompe vase filtre etc Conform acestei scheme gazul natural umed intră la baza coloanei de absorbţie 1 şi după contactarea icircn contracurent prin cele 8 10 talere cu fluxul de glicol introdus pe la partea superioară a coloanei părăseşte vacircrful acesteia cu un grad de uscare impus icircnainte de a fi introdus icircn conducta de transport este trecut printr-un vas separator de lichid 2 pentru recuperarea lichidului antrenet mecanic (icircn alte instalaţii vasul separator 2 este icircnlocuit cu un demister montat a vacircrful coloanei)

Glicolul regenerat (uscat) introdus pe la partea superioară a coloanei 1 absoarbe vaporii de apă din gazul ascendent şi se diluează continuu spre baza coloanei pe care o părăseşte la valoarea cea mai mică a concentraţiei Acest glicol diluat este trimis spre coloana de regenerare 6 după ce trece icircn prealabil prin schimbătorul de căldură 3 pentru valorificarea fluxului de căldură al glicolului regenerat prin vasul de detentă 4 pentru eliminarea gazelor absorbite fizic şi apoi prin filtrul 5 Coloana de regenerare 6 reprezintă o coloană clasică de funcţionare care separă pe la vacircrf apa iar pe la bază glicolul concentrat regenerat Aceasta din urmă este preluat de pompa 10 trecut prin schimbătorul de căldură 3 unde cedează căldură glicolului diluat şi apoi după răcire icircn răcitorul cu aer sau apă 11 alimentează coloana de uscare 1 pe la partea superioară

icircn ultima perioadă s-au făcut mari progrese icircn ceea ce priveşte schema tehnologică a instalaţiei de uscare a gazelor naturale cu TEG progrese legate de reducerea consmului energetic de icircnlocuirea apei ca agent de răcire a glicolului regenerat şi ca agent de condensare a vaporilor de apă de la vacircrful coloanei de regenerare etc

35

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

42 Studiu comparativ al procedeelor de uscare

421 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin absorbţie cu glicoli

Procesul se bazează pe proprietatea glicolilor de a absorbe uşor vaporii de apă la temperaturi scăzute vapori cedaţi apoi la temperaturi ridicate

Dietilen glicolul (DEG) a fost primul glicol folosit la uscarea gazelor naturale Apoi s-a trecut la folosirea trietilen glicolului (TEG) Acesta din urmă icircmpreună cu soluţiile apoase de clorură de litiu şi de calciu este folosit şi la uscarea aerului

Uscarea cu glicoli se realizează prin contactul dintre gazele naturale umede la presiune relativ icircnaltă şi temperatură scăzută şi glicoli (DEG TEG TTEG) la presiune scăzută şi temperatură icircnaltă

Procedeele prin absorbţie se diferenţiază icircn primul racircnd după tipul absorbantului folosit procedeul cu monoetilen glicol procedeul cu dietilen glicol procedeul cu trietilen glicol etc O descriere a fiecărui procedeu icircn parte nu este utilă deoarece principiile de bază sunt aceleaşi Icircn continuare se va prezenta icircn principiu instalaţia de uscare cu trietilen glicol şi dietilen glicol soluţie larg răspacircndită pe plan european icircn deshidratarea gazelor naturale Tehnologia deshidratării prin absorbţie cu glicoli cuprinde două circuite principale circuitul gazului şi circuitul glicolului

aCircuitul gazului Gazele naturale provenite din extracţie sunt introduse icircn unul sau mai multe

scrubere icircn care gazele naturale sunt spălate cu apă pentru separarea spumanţilor folosiţi icircn extracţie ca stimulatori apa uzată fiind apoi eliminată

Gazele naturale umede sunt trecute apoi printr-o baterie de separatoare-filtre pentru eliminarea apei libere şi a particulelor solide

Ulterior reţinerii apei libere şi a particulelor solide gazele naturale se introduc icircn absorbere pe la partea inferioară fiind menţinute la o presiune constantă printr-o buclă de reglare a presiunii Aici gazele circulă spre partea superioară a coloanei prin talere cu barbotare din coloana unde se realizează contactul dintre glicol şi vaporii de apă conţinuţi icircn gaze care sunt cedaţi glicolului

Gazele trec printr-un extractor de ceaţă vacircrful coloanei pentru reţinerea lichidului antrenat Icircnainte de a fi introduse icircn conducta de transport gazele deshidratate ieşite din coloana de absorbţie sunt trecute printr-un schimbător glicol-gaz

Absorberul este format icircn principiu din trei secţiuni Partea de bază prin care intră gazele naturale umede de fapt tot un

separator prin care se imprimă gazului o mişcare tangenţială icircn vedere

36

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

adacircncirii separării impurităţilor lichide libere ce se evacuează printr-un controlor automat de nivel

Partea centrală prevăzută cu un număr de talere cu clopoţei (4hellip8)

Partea superioară prin care ies gazele uscate prevăzută cu separare cu demister sau coalescentă pentru reţinerea antrenărilor din glicoli

bCircuitul glicoluluiGlicolul concentrat este introdus icircn partea superioară a coloanei de

absorbţie icircn contracurent cu fluxul de gaze umede curgacircnd din taler icircn taler Astfel are loc transferul de masă care creşte numărul de talere adacircncind prin absorbţia apei sub formă de vapori de către glicoli nesaturaţi punctul de rouă ce se doreşte a fi realizat

Glicolul icircmbogăţit cu vaporii de apă absorbiţi se adună icircn partea de jos a coloanei absorbantului (deasupra spaţiului destinat separării apei libere) de unde după o separare-filtrare (de regulă icircn trei trepte cu cartuşe cu cărbune activ etc) se introduce icircn instalaţia de regenerare a glicolului

Regenerarea glicolului comportă Schimbul de căldură icircntre glicolul icircmbunătăţit cu apă şi cel sărac (uscat)

Icircncălzirea glicolului bogat şi vaporizarea apei icircntr-un boiler icircncălzit cu arzător cu flacăra directă

Apa absorbită de glicol se evaporă la presiunea atmosferică icircn icircncălzitor Aceasta poate antrena hidrocarburile grele constituenţi din sulf etc care după condensarea apei sunt dirijate spre un coş şi arse

Glicolul regenerat este răcit icircntr-un schimbător glicol bogat-glicol sărac depozitat icircn vasul tampon de unde după ce va ceda căldura de la 195oC la circa 35 plusmn 38 oC se reintroduce icircn rezervor şi absorber cu ajutorul pompelor de glicol sărăcit

Glicolul cald este trimis icircntr-o coloană de distilare icircn contracurent cu glicolul rece unde are loc condensarea vaporilor de apă şi eliminarea automată a apei libere

Conform acestei scheme gazul natural intră la baza coloanei de absorbţie unde circulă icircn contracurent cu glicolul regenerat (concentrat) introdus pe la vacircrf

Glicolul icircmbogăţit cu vapori de apă din gaz (diluat) părăseşte coloana de absorbţie pe la bază trece prin schimbătorul de căldură vasul separator de faze (de degazare) filtrul şi intră apoi la coloana de regenerare Această coloană este o coloană clasică de fracţionare care separă pe vacircrf componenta mai volatilă (apa) iar pe la bază componenta mai puţin volatilă (glicolul de concentraţie dorită)

Icircn cazul cacircnd se urmăreşte o concentraţie mai avansată fracţionarea se face icircn vid pentru a nu se depăşi icircn refierbător temperatura de descompunere termică a DEG sau TEG

37

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Glicolul astfel regenerat este preluat cu o pompă din baza coloanei trecut prin schimbătorul de căldură şi răcitorul şi introdus la vacircrful coloanei de absorbţie

Gazul natural uscat părăseşte coloana de absorbţie pe la vacircrf trece prin vasul separator de lichid antrenat mecanic (icircn alte instalaţii acest vas s-a eliminat dar s-a introdus un demister la vacircrful coloanei)

Separarea prin fracţionare a apei de DEG sau TEG este foarte uşoară necesitacircnd un număr mic de talere raţii foarte mici de reflux deşi pentru produsul de vacircrf (apa) se impun concentraţii foarte mari (9999) icircn vederea reducerii pierderilor de glicoli

Separarea uşoară se datorează diferenţelor mari dintre temperaturile normale de fierbere ale celor doi componenţi (apa şi glicol) dar mai ales datorită volatilităţilor relative foarte mari ale celor două binare apă ndash DEG şi apă ndash TEG ca urmare a formei curbelor de echilibru lichid vapori Din acest motiv coloana de concentrare a glicolilor este o coloană mică atacirct ca icircnălţime cacirct şi ca diametru De aceea de multe ori ea este prevăzută cu umplutură şi nu cu talere

38

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Fig

13

Sch

ema

tehn

olog

ică

mod

ernă

de

usca

re a

gaz

elor

nat

ural

e cu

TE

G

Fig14 Variaţia punctului de rouă a gazului cu concentraţia TEG şi temperatura de intrare a acestuia icircn absorbţie

Datorită uşurinţei de concentrare a glicolului icircn cazurile care se cere o uscare avansată a glicolului şi deci nici o concentrare avansată a glicolului acestea din urmă se poate introduce direct icircn refierbătorul coloanei de regenerare Aceasta icircnseamnă că prin simpla vaporizare la echilibru din refierbător se poate obţine concentraţia dorită a glicolului respectiv (97-985)

Gradul de uscare a gazului natural respectiv depresiunea punctului de rouă este funcţie (conform datelor de echilibru gaz-vapori şi apă-glicoli) de concentraţia glicolului regenerat şi de temperatura medie de contactare din absorbţie

Instalaţiile moderne au fost icircmbunătăţite prin folosirea unor procedee noi de concentrare a glicolului faţă de procedeul clasic de fracţionare icircn vid concentrare prin stripare cu gaze calde şi concentrare prin fracţionare azeotrop

a Concentrarea glicolilor prin fracţionare icircn vid ndash se realizează o concentrare a glicolilor pacircnă la o valoare de 98-99 masă descompunerea termică a lor limitacircnd scăderea concentraţiei apei din glicolul regenerat respectiv temperatura din refierbător (176oC pentru DEG şi 190-210 oC pentru TEG) Cu toate acestea icircn cazuri deosebite se poate ajunge la concentraţii de 992 masă sau chiar mai mari

b Concentrarea glicolilor prin stripare cu gaze calde ndash reprezintă o combinare a regenerării obişnuite prin fracţionare pacircnă la o anumită concentraţie a glicolului (98 plusmn 99) urmată de o stripare a acestuia cu gaze calde icircntr-o coloană secundară

Icircn felul acesta concentraţia glicolului poate creşte pacircnă la valori de 9999 icircn funcţie de debitul şi temperatura gazului de stripare şi de eficacitatea sistemului de contactare Consumul mare de gaz de stripare cald faptul că acesta este evacuat icircn atmosferă provocacircnd poluarea acesteia constituie principalele dezavantaje ale procedeului

c Concentraţia glicolilor prin fracţionare azeotropă ndash icircmpreună cu diverşi antrenanţi permite concentrarea DEG şi TEG pacircnă la valori de 999 (1000 ppm apă)

422 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin adsorbţie cu silicagel

Icircn Fig15 este prezentată schema de funcţionare a staţiei de uscare a gazelor naturale prin adsorbţie Din această figură se poate observa că staţia icircn cauză este dotată cu patru adsorbitori verticali grupaţi icircn două baterii a cacircte doi recipienţi

Pe peretele recipienţilor sunt poansonate datele specifice operării lor sub presiune temperatură volum cum ar fi Pmax=64 bar t max=195 0C tmin= -150C capacitatea recipientului (volumul) =262m3

39

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Sensul grupării adsorbitorilor icircn două baterii este acela de a conferi continuitate procesuului de purificare a gazelor care sunt dirijate spre o anumită direcţie de consum

Icircn cazul nostrum staţia de uscare poate să trateze gaze apoi acestea sunt dirijate fie spre zona de consum vest fie spre zona de consum sibiu

Datorita acestei construcţii cele două baterii pot să lucreze alternativ fiecare din ele parcurgacircnd două cicluri tehnologice diferite Astfel atunci cacircnd una dintre baterii efectuează un ciclu cealaltă baterie efectuează alt ciclu tehnologic icircn aşa fel icircncacirct prin conducta de ieşire din staţie circulă numai gaze uscate

Ciclurile sunt următoarele 1) Ciclul de adsorbţie sau ciclul de tratare a gazelor 2) Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerarare al silicagelului

1) Ciclul de adsorbţie corespunde perioadei de timp necesare fixării pe granulele de silicagel a particulelor de apă existente icircn fluxul de gaze realizacircndu-se astfel saturarea parţială sau totală a porilor materialului adsorbant Atunci cacircnd bateria icircntacircia de adsorbţie parcurge ciclul de tratare traiectul gazului metan de la intrarea sa icircn staţie şi pacircnă la ieşirea lui este următorul

a) gazele care vin dinspre zona productivă trec prin separatoarele subterane unde se face din motive tehnologice o reseparare primară a particulelor lichide din masa de gaz Impurităţile lichide reţinute de separatoare sunt dirijate la intervale de timp prestabilite prin deschiderea ventilelor de pe aceste separatoare spre haba colectoare iar de aici după ce icircn prealabil au fost măsurate sunt stocate icircntr-un bazin mai mare La umplere această habă este golită cu ajutorul unor maşini speciale şi transportată spre sonda de injecţie apa reziduală

Aşa cum se poate observa din fig33 gazele care intră icircn staţie sunt măsurate prin intermediul unui debitmetru diferenţial ( mai nou se folosesc pentru măsurare calculatoare de debit electronice )

b) intrarea gazelor icircn bateria unu de adsorbitori se face pe la partea superiaoră ( lsquorsquosup lsquorsquo) a recipienţilor iar ventilele de acces pentru acest ciclu sunt deschise

c) gazul uscat din lsquobateria 1rsquo este dirijat cu ajutorul robineţilor de pe claviatura staţiei spre schimbătorul de căldură şi de aici icircn filtrul reţinător de praf care este montat pe conducta principală de transport (atacirct pe panoul de Sibiu cacirct şi pe panoul de Vest) Debitul de gaz tratat este măsurat cu ajutorul unui aparat electronic pacircnă nu demult utilizacircndu-se icircn acest scop un debitmetru diferenţial aferent fiecărei zone de consum

d) Filtrul reţinător de praf este montat icircn scopul reţinerii particulelor de silicagel care se desprind de pe granulele materialului adsorbant Aceste granule se depreciază icircn timp datorită numeroaselor saturări şi desaturări de apă şi de condensat (icircn cazul nostru nu avem condensat) de către gazul de regenerare care poate avea icircn anumite etape ale ciclului de regenerare valori mari de temperatură (mult mai mari de 1000C) Fixarea granulelor de silicagel din fluxul de gaze se face pe o pănza foarte deasă din bumbac iar prin măsurarea periodică a căderilor

40

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

de presiune pe filtru prin intermediul manometrelor se poate detecta uşor gradul de colmatare a ţesăturiiSpre exemplu un filtru reţinător de praf recent curăţat are o cădere de presiune medie de 01 bar

Atunci cicircnd se intervine la filtru pentru schimbarea sau curăţarea acestuia traiectul gazelor poate fi modificat (cu ajutorul by-pass-ului de pe panou)

2 Ciclul de desorbţie sau ciclul de regenerare al silicagelului corespunde perioadei de timp necesare desaturării porilor materialului adsorbant de particulele lichide reţinute

Aşa cum s-a mai afirmat construcţia unei staţii de uscare gaze naturale (deci şi staţia de uscare icircn cauză) este astfel realizată icircncacirct bateriile sale componente să funcţioneze din punt de vedere al ciclurilor tehnologice icircn mod alternativ iar icircn cadrul aceleeaşi baterii cele două cicluri să se poată succeda Icircn acest fel se realizează o continuitate icircn ceea ce priveşte uscarea gazelor

Aşadar icircn timp ce lsquobateria 1rsquo este icircn ciclul de tratare a gazelor lsquobateria 2rsquo este icircn ciclul de regenerare al silicagelului după care aceeaşi baterie va urma ciclul de tratare samd

Pentru a trece lsquobateria 1rsquo pe ciclul de regenerare al silicagelului şi lsquobateria 2rsquo pe ciclul de tratre a gazului trebuie să se execute manevre de robineţi pe claviatura staţiei

Gazele pentru regenerarea silicagelului intră icircn adsorbitori pe la partea inferioară deoarece pe măsură ce masa de silicagel se icircncălzeşte vaporizarea adsorbitului este facilitată de curentul ascendent de gaze Atingerea temperaturii de vaporizare (icircn special a apei) a componenţilor reţinuţi icircn porii materialului de silicagel se face icircn timp datorită masei mari de silicagel din interiorul adsorberilor (de ordinul sutelor de kilograme)

Amestecul format din gaze de regenerare iniţial calde apoi fierbinţi şi vaporii de lichid trec prin schimbătorul de căldură unde acest amestec este răcit de către gazele uscate (tratate) care părăsesc lsquobateria 2rsquo

Icircn urma răcirii pănă la o anumită temperatură a gazelor de regenerare icircn masa cărora se află vapori de lichid se produce condensarea vaporilor şi separarea lor de gazul metan icircn separatorul subteran gravitaţional La sfacircrşitul ciclului de regenerare se procedează la eliminarea impurităţilor lichide acumulate (apă de zăcămacircnt şi urme de condensat) icircn separator şi măsurarea acestora icircn haba de etalonare

Particulele lichide din masa materialului adsorbant sunt eliminate prin intermediul gazului de regenerare căruia i se poate ridica temperatura cu mult peste limita temperaturii de vaporizare normale a apei Aceste temperaturi sunt atinse icircntr-o instalaţie proiectatǎ şi construitǎ icircn acest scop( la cuptor)

Icircn cazul acestei staţii de uscare a gazelor naturale gazele de regenerare sunt luate direct din sonde (mai precis din rampa colectoare a grupului de sonde) sonde care nu produc apă de zăcămacircnt icircn cantităţi icircnsemnate Debitul lor poate fi reglat cu ajutorul unui ventil colţar montat pe rampa colectoare Ele sunt măsurate cu ajutorul unui contor electronic şi nu trebuie să depăşeascǎ a noua parte din debitul

41

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

de gaze tratate Gazele de regenerare intră printr-o conductă icircn camera de icircncălzire a gazelor Icircn interiorul acestei camere care are pereţii cptuşiţi cu cărămidă refractară se află o cantitate semnificativă de ţeavǎ (φ =1 inch) cu pereţii groşi prin care circulă gazul de regenerare icircncălzit de către gazele arse şi fluxul termic care trece prin camera tubulaturii Ţeava se află dispusă icircn această cameră sub formă de serpentine plane şisuprapuse avacircnd o lungime de aproximativ 50m constituind astfel un pachet din acest material tubular

Gazele de regenerare ies din cuptor la o temperatură prestabilită printr-o conductă izolată (pentru a nu se pierde temperatura icircn exterior) care este icircn legătură cu conducta de intrare icircn adsorbitori a gazului de regenerare Icircn legătură cu durata acestor două cicluri tehnologice se specifică faptul că ea este funcţie de capacitatea staţiei (număr de adsorbitori activi) şi de debitul de gaz tratat Dacă icircntre capacitatea staţiei şi debitul de gaz tratat există o concordanţă bine determinata atunci se poate opta cum de altfel s-a şi optat pentru varianta staţiei prezentate mai sus

Debitul de gaze arse şi temperatura lor sunt funcţie atacirct de numărul arzătoarelor laminare din camera de ardere aflate icircn funcţie cacirct şi de debitul gazului combustibil reglabil prin ventilul din faţa cuptorului De specificat este faptul că gazul combustibil necesar arderii trece printr-un SRM (staţie de regalare şi măsurarea a gazelor naturale) Fluxul termic al gazelor arse care trece prin fasciculii tubulari (ţevi de fum) din camera de ardere este controlat printr-un volum de apă refulat la joasă presiune cu ajutorul unei pompe centrifugale Această staţie este dotată cu două pompe centrifugale deoarece icircn cazul unei defecţiuni la pompa I se poate porni imediat pompa II (respectiv invers) Volumul de apă iese pe la partea superioară a camerei de icircncălzit icircnchizacircnd astfel circuitul apei după ce icircn prealabil aceasta este răcită prin cădere printre nişte zăbrele icircntr-un bazin Icircn cazul icircn care temperatura gazelor arse este prea mare apa de recirculare icircşi măreşte volumul şi de aici se scurge icircn bazinul de răcire

Se precizează faptul că instalaţia de icircncălzire a gazelor de regenerare care a fost descrisă mai sus (şi care este funcţionabilă) este una de tipul clasic Instalaţiile moderne de acest gen au icircn componenţa lor o serie de dispozitive de automatizare care permit la debite reduse de gaz combustibil obţinerea unor paramaetrii funcţionali superiori şi implicit reducerea emisiilor poluante icircn atmosferă

Această staţie este astfel construită icircncacirct dacă din diverse motive (avarii revizii periodice etc) este necesară oprirea ei gazele pot ocoli aceste instalaţii complexe prin icircnchiderea ventilului de la intrarea gazului icircn staţie ieşirea gazului din statie şi deschiderea ventilului de pe by-pass-ul staţiei

Scurgerea gazului din statie atunci cacircnd se doreşte depresurizarea acesteia sau icircn cazuri de avarii se face printr-un refulator montat pe cele două baterii

42

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Fig 15 Schema tehnologică a staţiei de uscare gaze naturale prin adsorbţie

43

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

423 Descrierea principală a unei staţii de uscare prin saruri delivescente

44

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Instalaţia de uscare foloseşte principiul hidratării (solvatare) al sărurilor anhidre Desicantii săruri delicvescente care s-au impus in practica sunt săruri solide anhidre ale metalelor alcaline si alcalino-pamantoase (calciu litiu magneziu) condiţionate cu aditivi antiaglomerare si procesate la presiuni foarte inalte pentru a-si menţine factorul de forma in timpul procesului de uscare La contactul acestor substanţe cu apa din faza de vapori incepe fenomenul de hidratare al sărurilor al cărui rezultat este transformarea desicantului solid intr-o soluţie apoasa ce curge la baza vasului de unde este evacuata in mod automat Gazul ce vine din separatorul bifazic este contactat cu sărurile delicvescente in primul vas uscator dupa care trece in vasul doi si apoi in vasul trei montate in serie

Pe măsura ce procesul de uscare avansează desicantul se consuma periodic in funcţie de debitul de gaz presiunea temperatura si umiditatea acestuia vasul trebuie izolat din sistem si deschis pentru a completa rezerva de desicant solid Instalaţia este configurata astfel incat fiecare din cele trei vase uscator sa poată fi izolat din sistem pentru completarea rezervei de desicant procesul de uscare continuacircnd prin celelalte doua vase

Soluţia rezultata in urma procesului de uscare va fi colectata in haba de apa de zăcămacircnt de la locaţie unde se va amesteca cu fluidele de sonda colectate de la separatorul bifazic de unde ulterior vor fi preluate pentru a fi re-injectate in sonda In cazul in care soluţia rezultata in urma procesului de uscare este colectata separat de apa de zăcămacircnt aceasta poate fi valorificata ca aditiv pentru fluidele de foraj sau ca agent de control al inghetului (avacircnd un efect crioscopic pronunţat)

Gazul uscat măsurat in panoul de măsura fiscal cu element deprimogen curge mai departe către sistemul de distribuţie

Vasul uscator

Vasul are trei secţiuni icircn interior si componente interne adecvate realizării si controlului procesului de uscare

Partea inferioară a vasului constă dintr-un separator bifazic (scruber) icircn care intră gazul umed ce conţine apă in faza de vapori Lichidele acumulate icircn baza secţiunii separator sunt evacuate in mod automat prin intermediul unui dispozitiv de control al nivelului astfel nivelul lichidului menţinacircndu-se constant Secţiunea medie constă dintr-o umplutura specializata prin care curge gazul ce părăseşte scruberul avacircnd roulul de suport si mediu de coalescere pentru soluţia care se formează ca urmare a absorbţiei apei de către desicant Secţiunea superioara constă dintr-un pat de material desicant (săruri delicvescente) practic o umplutura solida prin care gazul circula de sus in jos Patul de desicant este optimizat pentru a sigura un timp rezonabil de funcţionare continua intre doua incarcari si a minimiza căderile de presiune

Gazul uscat părăseşte vasul uscator si in funcţie de procesul din aval poate fi filtrat suplimentar dupa care este măsurat si intră icircn conducta de vacircnzare

45

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Opţional se poate monta un sistem de mnitorizare in timp real al punctului de roua pe apa al gazului uscat

CAP V

46

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

INSTRUCTIUNI PROPRII DE SECURITATEA MUNCII SPECIFICE ACTIVITĂTIILOR DIN STAŢIILE DE USCARE A GAZELOR

51 Generalităţi

Toate lucrările de montaj reglare exploatare icircntreţinere reparaţii la staţia de uscare se vor efectua cu respectarea Legii 1192006 şi a Normelor metodologice de aplicare a Legii 1192006 Recomandările Comisiei Electrotehnice Internaţionale referitoare la controlul şi icircntreţinerea instalaţiilor electrice icircn zone cu pericol de explozie (altele decacirct minele)

Prin staţii de uscare a gazelor se vor icircnţelege acele instalaţii tehnologice complexe folosite icircn scopul reducerii umidităţii gazelor naturale pentru a se evita depunerile de lichide icircn conductele de transport gaze

La intrarea icircn staţiile de uscare se vor fixa plăcuţe retrovizoare cu inscripţia bdquoINTRAREA STRICT OPRITĂ bdquoNU UMBLAŢI CU FOC bdquoPERICOL DE EXPLOZIE

Accesul persoanelor străine sau a angajaţilor unităţii icircn staţiile de uscare fără interes de serviciu este strict interzis Angajaţii care au drept de acces permanent icircn staţii vor fi icircnscrişi pe un tabel icircntocmit de conducerea unităţii iar ceilalţi angajaţi care vin icircn interes de serviciu vor fi icircnsoţiţi de una din persoanele menţionate icircn tabel

Introducerea sau posedarea ţigărilor chibriturilor sau a oricăror surse de foc icircn incinta staţiilor sunt interzise cu desăvacircrşire icircn acest sens se va monta la intrarea icircn staţie o cutie specială de depunere a ţigărilor chibriturilor etc şi se va amenaja un loc special pentru fumat

Personalul care va exploata cuptorul va avea permis de port chibrit nominalIcircncălţămintea persoanelor ce intră icircn staţiile de uscare va fi cea

corespunzătoare evitării pericolului producerii scacircnteilor Umblatul desculţ icircn interiorul staţiilor este interzis

La fiecare staţie este obligatorie afişarea următoarelor documente- schema tehnologică a instalaţiilor actualizată icircn funcţie de modificările

făcute icircn timp- graficul de refulare a separatoarelor din amonte staţie şi regenerare- tabelul cu presiunile maxime şi minime admise icircn timpul funcţionării

staţiei- instrucţiunile de utilizare a instalaţiilor de ardere a gazelor ş pericolul ce-l

reprezintă amestecul aer-gaz- instrucţiunile de securitatea şi securitatea muncii specifice locului de

muncă- graficul de serviciu al personalului de deservire Icircncălzirea icircncăperilor destinate personalului de supraveghere de la staţii se

poate face fie prin calorifere cu apă fie cu ajutorul sobelor din ţeava de oţel cu

47

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

aprindere din exterior sobele fiind prevăzute cu burlane sudate şi etanşe la coşul de fum al clădirii

Iluminatul staţiilor este admis numai electric Aparatele de conectare vor fi montate fie icircn hol sau pe peretele exterior al clădirii Tabloul de distribuţie şi contoarele vor fi montate icircn nişe metalice prevăzute cu uşiţe Conductorii electrici vor fi din cupru introduşi icircn tuburi IPE sau ţeava de gaz montajul ţevilor făcacircndu-se aparent

La lucrările de exploatare icircntreţinere şi reparaţii ale staţilor de uscare pe lacircngă prevederile prezentelor norme se vor respecta obligatoriu instrucţiunile specifice de securitatea muncii la

- instalaţii electrice de iluminat şi forţă - instalaţii de automatizare - recipiente sub presiune şi cazane - instalaţii de ridicat şi transportat - manipulări de transporturi de materiale şi utilaje - lucrări de sudură a metalelor - instalaţii de telecomunicaţii- transporturi auto - igienă industrială Robinetele din staţie vor fi numerotate şi prevăzute cu plăcuţe care indică

numărul de ture şi poziţia icircnchis-deschis Ordinea de acţionare de pornire schimbarea ciclurilor oprire va fi indicată icircn instrucţiunile tehnice care se vor respecta icircntocmai

Pe claviatura staţiei de uscare va fi marcat sensul de curgere a gazelor şi a apei tehnologice

Conductele vor fi sprijinite pe suporţi iar la ieşirea din pămacircnt vor fi izolate pe o distanţă de 15 cm

52 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile de uscare gaze cu silicagel

Staţiile de uscare a gazelor naturale care utilizează la uscarea gazelor naturale materiale adsorbante au norme de protecţia munci proprii care sunt prezentate icircn subcapitolele următoare

521 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Punerea icircn funcţiune a staţiilor de uscare gaze se va face sub supravegherea directă a şefului de secţie şi a şefului de formaţie cu respectarea instrucţiunilor de mai jos

Se va face controlul general al staţiei inclusiv verificarea dacă toate ventilele sunt icircnchise cu excepţia ventilelor de 12 de la manometre care trebuie deschise

Operaţia de punere icircn funcţiune va icircncepe icircn mod obligatoriu prin refularea aerului şi impurităţilor din instalaţii prin refulatoarele montate pe conducta de

48

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

intrare pe răcitor şI conducta de regenerareLa efectuarea refulărilor se vor lua măsuri de pază pentru ca folosirea

focului deschis să nu se facă pe o rază mai mică de 100 m faţă de refulator Refularea se face cu ajutorul pipelor de refulare de lungime corespunzătoare montate rigid pe robinetul de manevră a refulatorului

Refularea gazelor nu se face icircn direcţia liniilor electrice sau telefonice pentru a se evita orice fel de posibilitate de accidentare

Existenţa şi buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control precum şi a dispozitivelor de siguranţă şi avertizare vor fi verificate icircn mod obligatoriu la punerea icircn funcţiune a staţiei de uscare

După eliminarea aerului ventilele de pe conductele de intrare-ieşire a gazelor din staţie rămacircn deschise

Se pun icircn funcţiune debitmetrele care măsoară gazul uscat şi se verifică dacă presiunea statică de la debitmetru răspunde cu indicaţia manometrului

Funcţie de rolul bateriilor (tratarea sau regenerarea) va fi indicată poziţia fiecărui ventil (deschis sau icircnchis) precum şi numărul de ture

Se va verifica dacă cuptorul este plin cu apă Se verifică dacă toate ventilele de la cuptor sunt icircnchise

Aerisirea focarului cazanului este de asemenea obligatorie timp de cca 10 minute icircnainte de aprinderea focului verificacircndu-se şi tirajul coşului Se va deschide ventilul de pe conducta de gaz combustibil şi se va verifica funcţionarea corectă a instalaţiei de reducere a presiunii

Aprinderea flăcării pilot este permisă cu ajutorul unei torţe care se introduce aprinsă icircn focar icircnainte de a deschide robinetul de gaze Deschiderea robinetului de gaze se va face treptat supraveghindu-se permanent flacăra operatorul stacircnd icircn poziţie ferită Flacăra pilot se stinge numai icircn următoarele două cazuri

- oprirea pe durată mai mare de 24 de ore a staţiei din lipsă de consum sau revizie sau pentru efectuarea unor refulări icircn staţie

- după 10-15 minute de la aprinderea flăcării pilot şi dacă cuptorul s-a icircncălzit puţin -- se aprinde arzătorul principal de la cuptor

Se deschide ventilul de pe conducta de regenerare se pune icircn funcţiune contorul montat pe această conductă verificacircndu-se presiunea statică şi debitul prescris pentru regenerare

Se va face un control vizual şi auditiv dacă nu sunt scăpări de gaze Dacă nu se constată nici o defecţiune se consideră staţia pornită

522 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la exploatarea staţiei

Supravegherea staţiilor de uscare se face icircn mod permanent prin personal care lucrează icircn tură continuă

Personalul care lucrează icircn tură la staţia de uscare obligaţia de menţinere a parametrilor de exploatare solicitaţi precum şi de a icircnregistra raportul staţiei din oră icircn oră parametri reali de funcţionare a acesteia Oricare defecţiune va fi consemnată raportată pe cale ierarhică pacircnă la directorul unităţii

49

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

La schimbarea ciclurilor se va respecta icircntocmai ordinea deschiderii şi icircnchiderii ventilelor din instalaţii

La fiecare schimbare de ciclu se verifică buna funcţionare a supapelor de siguranţă

Fiecare staţie va avea indicată periodicitatea scurgeri impurităţilor lichide din separatorul de pe conducta de regenerare şi din separatoarele montate icircn faţa staţiei

La scurgerea manipularea şi măsurarea nivelului de condensat se va ţine capacul rezervorului deschis luacircndu-se toate măsurile de prevenirea scacircnteilor

Condensatul acumulat la staţiile de uscare va fi depozitat la o distanţă minimă de 50 de m faţă de cuptorul instalaţiei Locul de depozitare va fi avertizat cu plăcuţe de avertizare cu inscripţia PERICOL DE INCENDIU

Manipularea condensatului umplerea cisternelor golirea rezervoarelor impun icircn mod obligatoriu purtarea echipamentelor de protecţie pentru evitarea contactului dintre condensat şi piele şi icircmbibarea icircmbrăcămintei cu condensat deoarece prin aprindere se pot produce arsuri grave

Buna funcţionare a aparatelor de măsură şi control cacirct şi etanşeitatea armăturilor vor fi controlate periodic şi vor fi icircntreţinute icircn perfectă stare de funcţionare Ele trebuie să poarte sigiliul de verificare oficială al metrologiei de stat

Exploatarea icircntreţinerea revizuirea şi reparaţia instalaţiilor se efectuează de către personalul de deservire şi de către echipa de intervenţie din cadrul atelierului Aceştia se vor icircngriji ca toate robinetele vană montate icircn căminele de vizitare să fie accesibile pentru manevrare Căminele vor avea o scară din fier pentru acces bine consolidată Robinetele montate la suprafaţă vor fi prevăzute cu podeţe şi balustradă Robinetele aferente instalaţiei vor fi numerotate corespunzător schemei tehnologice

Căile de acces icircn şi spre incinta staţiilor de uscare vor fi amenajate astfel icircncacirct să permită intervenţia rapidă a echipelor de depanare sau a formaţiilor de pompieri

Icircn caz de incendiu se izolează staţia icircnchizacircnd ventilul principal de intrare icircn staţie după ce icircn prealabil s-a deschis ventilul de by-pass după care se icircnchide focul

Orice neregulă icircn funcţionarea staţiei va fi comunicată de către operator şefului direct

523 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la oprirea staţiei pentru revizie

Staţia se va opri pentru revizie numai după o regenerare prelungită a silicagelului pentru eliminarea hidrocarburilor rămase icircn porii lui

La scoaterea din funcţiune a staţiei se vor lăsa să se consume prin ardere icircn cuptor gazele din conducta de alimentare a cuptorului

50

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Este interzisă icircnchiderea focului şi evacuarea gazelor prin supapele de siguranţă

După oprirea staţiei se vor pune conductele de intrare şi ieşire ale adsorberilor pe zero iar refulatoarele vor rămacircne icircnchise tot timpul

Se vor blinda conductele de intrare şi ieşire a gazelor din adsorberi Se vor deschide gurile superioare de vizitare ale adsorberilorIcircn cazul opririlor accidentale de curent electric la staţia de uscare se va

scurge apa din conductele tehnologice icircn sezonul rece icircn vederea protejării contra icircngheţului

53 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind staţiile uscare gaze cu glicol

Staţiile de uscare a gazelor naturale care funcţionează cu TEG au norme proprii de protecţia munci şi manipularea corespunzătoare a TEG-ului

531 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii la punerea icircn funcţiune a staţiei

Icircnainte de punerea icircn funcţiune după o pauză mai icircndelungată va trebui efectuată o verificare de etanşeitate cu gaz

Toate legăturile prin flanşe robinete ventile icircnşurubările etc vor fi supuse unei verificări de etanşeitate (soluţie de apă cu săpun)

Icircn cazul icircn care se constată neetanşeităţi se va opri gazul şi se vor marca locurile care nu sunt etanşe Presiunea va fi din nou descărcată şi abia după aceea se permite din nou stracircngerea şuruburilor legăturilor prin flanşe icircnşurubările etc

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de gaz de ardere vor fi separate de armături şi trebuie curăţate bine cu aer comprimat pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu influenţeze negativ aparatele de măsură şi reglare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune toate conductele de alimentare cu gaz sau cu aer vor fi separate de armături şi vor trebui curăţate cu aer respectiv cu gaz pentru ca eventualele particule de impurităţi sau condensat aflate icircn conducte să nu defecteze instrumentele de măsură şi reglare

Icircnainte de umplerea mijloacelor de producţie recipientele vor fi spălate bine cu apă Cu excepţia robinetelor de scurgere toate celelalte armături de icircnchidere vor fi icircnchise

Umplerea cu glicol se va face prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul este la aproximativ 40 mm peste mijlocul vizorului respectiv cacircnd curge prin conducta de legătură icircn recipientul de rezervă

Glicolul va fi introdus icircn recipientul de rezervă prin ştuţul de umplere Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la circa 20 mm peste mijlocul vizorului

51

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Glicolul poate fi introdus prin ştuţul de umplere icircn absorber Nivelul fluidului este atins atunci cacircnd glicolul ajunge la mijlocul vizorului

Umplerea componentelor instalaţiei se face prin instalaţia de regenerare şi pompa de glicoli Glicolul trebuie completat mereu prin ştuţul de umplere a recipientului de rezervă al instalaţiei de regenerare

Icircnainte de punerea icircn funcţiune trebuie verificat dacă clapetele de icircnchidere sunt icircn poziţia corectă icircntreaga instalaţie va fi verificată pentru a nu prezenta defecţiuni Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură după verificarea vizuală instalaţia va fi pusă sub presiune pas cu pas pacircnă la atingerea presiunii necesare Se va efectua proba de etanşeitate a icircntregii instalaţii icircn cazul apariţiei de emanaţii se va opri procesul de punere sub presiune se va depresuriza instalaţia şi numai apoi se vor remedia locurile cu scăpări După remedierea acestora se va icircncepe din nou procedeul de punere sub presiune

După punerea icircn funcţiune a arzătorului acesta se poate opri şi porni din comutatorul principal Lanţul de siguranţă al arzătorului şi supraveghetorul de maxim al temperaturii şi cel minim al nivelului nu trebuie să fie atinse

La punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli se verifica dacă toate dispozitivele de reglare de comandă şi siguranţă sunt reglate corect Mai ales trebuie avut grijă să nu apară o cavitaţie suprasarcină sau suprasolicitare Dispozitivele de supraveghere montate icircn locurile prevăzute vor fi legate la panoul de comandă al instalaţiei

După punerea icircn funcţiune a pompei de glicoli aceasta va putea fi oprită şi pornită cu ajutorul comutatorului Dispozitivele de siguranţă ale pompei de glicoli nu trebuie să fie afectate

Icircnainte de punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol trebuie verificat ca toate clapetele de icircnchidere să fie icircn poziţie corectă Se va verifica funcţionalitatea ventilelor de reglare de la purjarea glicolului icircn absorber Ventilul de minim trebuie să fie icircn poziţia deschis Apoi vor fi pornite arzătorul şi pompa de glicol După pornire se va verifica dacă există scurgeri Se vor verifica indicatoarele de nivel de presiune şi de temperatură Se va verifica cu ajutorul ventilelor de reglare dacă funcţionează scurgerea de apă de la absorber Ventilul de minim trebuie să fie deschis

După punerea icircn funcţiune a circuitului de glicol şi a atingerii temperaturii de funcţionare a glicolului se va alimenta absorberul cu gaz

Icircntreaga instalaţie se va verifica la intervale regulate ca nu cumva să prezinte iregularităţi sau scurgeri Dispozitivele de siguranţă trebuie verificate şi icircntreţinute conform reglementarilor legale

Icircn cazul apariţiei defecţiunilor de funcţionare se va opri instalaţia Se va stabili cauza defecţiunii şi se va remedia după remediere instalaţia de uscare cu glicol poate fi pusă icircn funcţiune

Oprirea instalaţiei se face icircn mod invers decacirct punerea funcţiune Mai icircntacirci se opreşte alimentarea cu gaz apoi se depresurizează instalaţia şi se opresc pompa de glicol şi arzătorul Instalaţia se va asigura şi se va icircnchide clapeta de icircnchidere corespunzătoare

52

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Instalaţia a fost construită conform normativelor şi directivelor icircn vigoare şi a regulilor de tehnică a securităţii cunoscute Cu toate acestea icircn cazul utilizării necorespunzătoare pot apărea pericole de moarte sau vătămătoare a utilizatorului sau a terţei persoane respectiv poate influenţata buna funcţionare a aparatelor sau a celorlalte obiecte Pentru evitarea pericolelor instalaţia poate fi utilizată numai

- conform dispoziţiilor de utilizare- respectacircnd toate indicaţiile de montare şi de funcţionare a fiecărei

componente icircn parte- efectuacircnd toate lucrările de icircntreţinere şi verificare Fiecare persoană care lucrează la instalaţie trebuie să poarte echipament de

protecţie Toate dispozitivele de siguranţă vor trebui verificate regulatInstalaţia va fi supusă unor verificări ale dispozitivelor de siguranţă la

intervale regulate

532Instrucţiuni de securitatea muncii pentru manipularea trietilenqlicolului (TEG)

Se va evita depozitarea TEG icircmpreună cu agenţi puternic oxidanţi (hipocloriţi percloraţi acid azotic) şi baze tari (sodă caustică) datorită incompatibilităţii dintre aceste substanţe

TEG se depozitează icircn containere icircnchise etanş icircn locuri răcoroase uscate bine ventilate protejate de lovituri Limitele de aprindere şi explozie sunt

- punctul de aprindere 1779C - temperatura de autoaprindere 3710C- limite inferioare de explozie ( vol icircn aer la 760 mmHg şi 200C) 09- limite superioare de explozie ( vol icircn aer la 760mmHg şi 200C ) 92Pentru protecţia pielii personalul va purta echipament protecţie compus din

salopetă mănuşi cizme şi şorţuri de protecţie chimicăPentru protejarea ochilor se vor purta ochelari de reacţie chimicăPentru operaţii de intervenţii sau icircn cazuri speciale (curăţirea scurgerilor a

tancurilor de depozitare sau icircn situaţia producerii de fumuri toxice prin descompunerea termică a TEG) se va folosi masca de gaze

Pentru menţinerea concentraţiilor de TEG sub limitele admise (valoare limită 700mgm3 icircn 8 ore ) icircn cazul locurilor de muncă icircnchise trebuie asigurată ventilarea generală şi locală

Se vor păstra separat hainele de stradă de hainele de lucru contaminate cu TEG

Se interzice fumatul băutul şi servitul mesei icircn zona de ldquolucru cu TEGrdquoIcircn situaţia inhalării de vapori de TEG se va scoate victima la aer curat şi

dacă este necesar se va face respiraţie artificială icircn funcţie de situaţie se va solicita asistenţă medicală

Icircn situaţia contactului cu ochii nu se permite victimei să icircşi frece sau să-şi ţină ochii stracircns icircnchişi Se vor spăla ochii cu multă apă timp de 15 minute inclusiv sub pleoape Dacă este cazul se solicită asistenţă medicală

53

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Icircn caz de icircnghiţire se va apela la medic şi dacă nu se indică altceva se va da victimei să bea 1-2 pahare cu apă pentru diluare Unei persoane fără cunoştinţă sau icircn convulsii nu i se va administra nimic pe cale orală Nu se va provoca voma

Icircn cazul contactului cu pielea se va spăla zona contaminată cu multă apă cel puţin 15 minute Se va icircndepărta icircmbrăcămintea contaminată

La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Icircn situaţia unor deversări accidentale de TEG se anunţa imediat personalul

de securitatea muncii se va izola zona şi dacă este cazul se va ventila zona Personalul care va asigura curăţirea zonei trebuie protejat icircmpotriva inhalării şi a contactului cu pielea cu echipament de protecţie (salopetă mănuşi cizme şorţuri de protecţie chimică)

Reziduurile şi deşeurile se vor depozita icircn recipiente metalice icircnchise etanş avacircnd grijă să se evite deversarea lor icircn sau cursuri de apă

533 Instrucţiuni proprii de securitatea muncii privind respectarea legislaţiei de securitatea muncii specifice proprietăţilor fizico-chimice ale qlicolului

Icircntrucacirct procesul de uscare a gazelor implică temperaturi foarte ridicate pentru regenerarea glicolului (peste 200degC) se impune o atenţie deosebită la lucrul icircn zona refierbătorului

De asemenea nu se va drena lichid fierbinte la valva de purjare neconectate la sistemul de drenuri

Se va evita contactul trietilenglicolului cu ochii pielea icircn mod categoric icircnghiţirea

Icircn caz de scurgeri se va anunţa imediat şeful ierarhic superior şi se va izola imediat zona

Icircn situaţia producerii incendiilor se va folosi masca gaze La locul instalaţiei vor exista extinctoare pe bază spumă sau C02Pentru evitarea contactului cu trietilenglicolul se poartă mănuşi de protecţie

adecvate salopete cizme de protecţie chimică

CAPITOLUL VICONCLUZII

Gazele naturale conţin pe lacircngă hidrocarburile patafinice inferioare metan etan propan pentani etc şi cantităţi apreciabile de azot dioxid de azot şi hidrogen sulfurat şi icircn proporţii mai mici mercaptani heliu vapori de apă oxisulfură de carbon şi tiofen

54

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

Eliminarea acestor impurităţi din gazele naturale este necesară din mai multe motive

-pentru creşterea puterii calorice a gazelor respective şi diminuarea consumului energetic la transport

-pentru icircndeplinirea restricţilor impuse de transportul prin conducte in vederea evitării corozounii şi icircn vederea evitării formării de criohidraţi

-pentru prevenirea formării de zăpadă carbonică in cazul prelucrării ulterioare a gazului natural prin procese criogenice in scopul recuperării fracţiei C2+

-pentru icircndeplinirea restricţiilor severe prin normele de protecţia mediuluiPrincipala sursă de apă din gazele naturale sau asociate o constituie apa interstiţială

dinroci care se află in toate zăcămintele de gaze naturale şi de ţiţeiDe aceea datorită condiţiilor de echilibru termodinamic la temperatura şi presiunea

din zăcămacircnt apa icircnsoţeşte icircntotdeauna gazele naturale şi asociatePrin schimbarea acestor condiţii se schimbă şi conţinutul vaporilor de apă din gaze

Astfel prin creşterea presiunii şi scăderea temperaturii o parte din vaporii de apă condesează condesatul acumulacircndu-se icircn diverse zone ale instalaţiei de transport

Prin operaţia de uscare a gazelor se inţelege acel proces de eliminare parţială sau totală a vaporilor de ală din gazele naturale gaze asociate Realizarea operaţiei de uscare a gazelor naturale este necesară deoarece apa conţinută icircn gazele naturale crează mari dificultăţi icircn transportul prin conducte

Pentru realizarea uscării gazelor naturale se cunosc mai multe procedee -uscarea prin răcire ( criogenie )

-uscarea prin adsorbţie cu substanţe solide disecante ( silicagel alumină activată site moleculare )

-uscarea prin absorbţie icircn lichide higroscopice ( glicoli soluţii de clorură de calciu şi litiu )

După prezentarea tehnologiilor de uscare a gazelor naturale a avantajelor şi dezavantajelor se impune a prezenta un succint studiu comparativ al acestor tehnologii

Criterile pe care le-am folosit sunt următoarele

Nr Denumirea criteriului TEG Silicagel Saruricrt de comparaţie1 Valoarea instalaţiei de uscare 3 2 1

2 Consum energetic [kw] 3 2 155

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

3 Căderea de presiune 3 2 14 Fiabilitatea 3 2 15 Mentenantă 2 3 16 Temperatura punctului de rouă 2 1 37 Gradul de pregătire al personalului 2 2 28 Total 18 14 10

Icircn urma punctajului obţinut rezulta că uscarea gazelor prin absorbţie cu TEG este cea mai bună are căderea cea mai mică de presiune costurile de investiţie mici consum de energie mic obţine o temperatură a punctului de rouă mai mica decacirct metoda uscării prin adsorbţie

Bibliografie

1 Ilie Laţa ldquo Bazele Termodinamiciirdquo vol I şi II Editura Universităţii ldquo Lucian Blaga ldquo Sibiu 2001

2 Ilie Laţa ldquoTermodinamică tehnică procese de transfer de căldură şi masă Metode tehnice şi maşini tehnicerdquo Editura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2004

56

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57

3 Ilie Laţa ldquo Echipamente instalaţii utilaje gaze naturalerdquo - suport electronic 4 Grigorescu D Lung M ldquoDeshidratarea gazelor naturalerdquo Editura Tehnică

Bucureşti 19715 Simescu N Chisăliţă D ldquoCondiţionarea gazelor naturalerdquo Editura

Universităţiirdquo Lucian Blagardquo Sibiu 2001 6 Ştefănescu DP ldquoPractica extracţiei gazelor naturalerdquo vol I şi II Editura

Universităţii Lucian Blaga Sibiu 19987 Ştefănescu DP ldquoTeorie şi aplicaţii numerice icircn ingineria zăcămintelor de gaze

naturalerdquoEditura Universităţii ldquoLucian Blagardquo Sibiu 2002 8 Ştefănescu DP FoidaşI ldquoIcircndrumar de laborator Probleme şi teste icircn extracţia

şi condiţionarea gazelor naturalerdquo Editura universităţii ldquoLucian BlagardquoSibiu 2005

9 Ştefănescu DP ldquo Geologia de şantier a zăcămintelor de gaze naturalerdquoEditura ldquoAlma Materrdquo Sibiu 2002

10 bdquoInstrucţiuni proprii de protecţia muncii specifice activităţii de extracţie a gazelor naturalerdquo Mediaş 2004

57