油田作业用高压容器化制氮机组系统

2021-11-18 13:46

油田作业用高压容器化制氮机组系统

制氮机组

在油气开发、氮气泡沫洗井和冲砂、氮气泡沫酸化作业、氮气泡沫驱、氮气泡沫蒸汽井调剖等作业中,制氮设备、制氮装置效率和成本均需提高。对于控制、石油和天然气开发非常重要。科瑞油膜分离制氮系统是基于模块化集成与功率优化相结合的**理念,将空压机和涡轮增压器集成在一起,使用大功率发动机驱动连续喷氮作业而增加。我们不仅会提高工作效率,还会显着扩大我们的业务范围,从而引领了全球油气田的发展。

近年来,变压吸附制氮和膜分离空分技术的不断发展和完善,为我们提供了替代机遇。该装置体积小,工艺流程简单,启动快,耗能少。对于要求氮气纯度低、含气量低的小型注氮油田,或需要单井的油田,采用井注氮气、变压吸附和膜分离制氮空分具有更大的吸引力。

制氧空分工艺

氧气和氮气在工业生产和科学技术的发展中扮演着重要的角色,所以工业上生产氧气的方法有以下几种:

目前普遍采用的是深冷蒸馏分离法,制造成本低,技术成熟,不仅经济,而且可以大规模生产氧气和氮气,适合大规模工业化生产。这就是主要的制备方法。

低温蒸馏

低温精馏/分离制氧法是以自然空气为原料,先在低温下液化。然后,在精馏塔中,利用氧和氮的不同沸点将它们分离成氧和氮。

空分设备工作流程:

空气过滤和压缩

压缩空气的预冷

空气净化,包括去除水分和碳氢化合物

空气冷却到液化温度

冷生产

液化和蒸馏

排除危险杂志

吸附方式

变压吸附法在 1950 年代后期得到成功发展。变压吸附空分制氧机技术因其灵活、方便、投资少、能耗低等独特优势,已被用于中小型制氧。最近的浓缩应用。越来越多的应用。

氮分子含有孤对电子,比氧更具极性,并具有更大的四极矩,这增强了 N2 与沸石骨架阳离子之间的相互作用。空气逐层通过沸石柱后,气相中的氧含量逐渐增加,从而得到富氧流出气体。

变压吸附制氧(制氮机组)系统由三个主要部分组成:空气压缩系统、压缩空气预处理系统和吸附分离系统。

PSA 空气分离的技术进步主要集中在两个方面。

通过改进变压吸附空分工艺,该工艺将更加节能高效。

PSA吸附剂空分性能得到提高。

吸附剂是变压吸附技术的基础,吸附剂的性能决定了吸附分离的效果,也决定了吸附器投资分离的经济性。

特征:

1)启停方便:必要时,原厂操作几十分钟即可得到合格产品。暂时关闭后重新启动,可以快速恢复合格产品的供应。

2)极大的操作灵活性。

3)自动化程度高。整个吸附/分离过程由PLC或DCS控制,实现无人化操作。

4)运行成本低。主要运行成本为功耗。先进设备的功耗≤0.4kW•h/m³(O2)。

5)分子轮寿命长。在正常使用条件下,一般可使用8-10年,不会对环境造成污染。

6)投资少,一次性投资少。

电解的

将水放入电解槽中,加入氢氧化钠或氢氧化钾以增强水的电解作用,然后接通直流电,使水分解为氧和氢。每生产 1 立方米氧气,同时获得 2 立方米氢气。电解生产1立方米氧气需要12到15度电,非常不经济。因此,电解法不适合大量生产氧气。

制氮空分工艺示意图

它是以空气为原料,用物理方法分离氧气和氮气而得到的。

工业分为三类:低温空分、分子筛空分(变压吸附或变压吸附)、膜空分(中空纤维膜分离)。

低温空分氮气

空分低温制氮机组是一种具有数十年历史的传统制氮方法。以空气为原料经压缩提纯后,经热交换液化,制成液态空气。气液主要是液氧和液氮的混合物,利用液氧和液氮的不同沸点(在1个大气压下,前者的沸点为-183°C,后者的沸点为-196°) C).液氮经精馏,分离得到氮气。低温空分制氮设备复杂,占地面积大,基础设施成本高,设备一次性投资,运行成本高,产气慢(12-24小时),安装要求高,周期长。综合设备、安装和基础设施因素,设备小于3500 Nm³/h,相同规格的PSA装置比低温空分装置投资少20%至50%。低温空分制氮设备适用于大型工业制氮,但中小型制氮不经济。

分子筛空分制氮

又称变压吸附或变压吸附,它以空气为原料,以碳分子筛为吸附剂。利用变压吸附原理,利用碳分子筛选择性吸附氧和氮,实现氮氧分离。 ..它通常被称为PSA系统。氮。该法是20世纪70年代发展迅速的一种新型制氮技术。与传统制氮方法相比,工艺流程简单,产品纯度范围更广,自动化程度高,产气速度快(15-30分钟),能耗低,用户需要,操作维护可调节和。由于设备使用方便、操作性低、适应性强,与3000Nm³/h以下的制氮设备具有竞争力,越来越受到中小型制氮用户的青睐。 PSA制氮机是中小型制氮用户的选择。

膜空分制氮机组

又称中空纤维膜分离,它以空气为原料,在一定的压力条件下,利用氧和氮等不同性质的气体分离氧和氮,改变渗透率。电影。与其他制氮设备相比,具有结构简单、容量小、无需切换阀、维护成本低、产气快(3分钟以内)、扩容方便等优点。特别适用于氮气纯度为99.5%以下的情况。中小型氮气用户的性价比高。当氮气纯度超过98%时,价格比同规格PSA制氮机高出15%以上。

其实从以上分离方法来看,空分方法可分为低温和非低温,但非低温空分方法包括吸附、膜分离和化学分离。深冷分离法在液氧、液氮产品,尤其是高纯产品的规模化生产中具有不可替代的竞争优势,只有深冷分离法具备同时生产氩气等惰性气体产品的能力。就其拥有量而言,在超低温法空分的工业应用中占有非常重要的地位。

大型空分故障处理:

煤化工项目配备2x48000Nm3/h大型空分系统。

支撑压缩机组由汽轮机驱动。汽轮机具有两轴延伸结构。排气端与主空压机的中压缸和低压缸相连,进汽端通过变速器连接增压器。

压缩机组主空压机型号为DMCL1204+2MCL1203,增压压缩机型号为3BCL527。压缩机分为3缸6级和14级,经过4次中间冷却和2次水气分离。在涡轮增压器的出口处还安装了一个终冷却器。

原动机为HNKS50/71/32全凝汽式汽轮机,主空压机的低压缸、中压缸、汽轮机、变速器、增压器均采用膜片联轴器连接。

两套压缩机组试运行时出现问题,但在有关方面的配合下,我们一一解决了运行问题。