1. 为什么原油要进行电脱盐及脱水装置作用是什么知道经过处理可以使原油的水含量低于0.1%,盐低于3.0mg/L
原油含盐含水对原油储运、加工、产品质量及设备等均造成很大危害,主要为:
一、专增加设备的负荷和动属力、热能、冷却水的消耗
二、影响蒸馏塔正常操作
含水过多的原油,水分气化,气相体积大增,造成蒸馏塔内压降增加,气速过大,易引起冲塔等操作事故。
三、影响传热、堵塞管路
原油中的盐类,随着水分蒸发,盐分在换热器和加热炉管壁上形成盐垢,降低传热效率,增大流动阻力,严重时导至堵塞管路,烧穿管壁、造成事故。
四、腐蚀设备
CaCl2和MgCl2能水解生成具有强腐蚀性的HCl,特别是在低温设备部分存在水分时,形成盐酸,腐蚀更为严重。
加工含硫原油时,含硫化合物会分解出H2S,对设备有腐蚀作用,但生成的腐蚀物FeS附着在金属表面上能对金属起部分保护作用。可是,当同时有HCl存在时,HCl能与FeS反应而破坏保护层,而放出的H2S又会进一步与铁反应,加剧腐蚀。
五、影响产品质量
盐类中的金属进入重馏分油或渣油中,毒害催化剂、影响二次加工原料质量及产品质量。
因此原油进入炼油厂后,必须先进行脱盐脱水,使含水量达到0.1%~0.2%,含盐量<5mg/l。
对于有渣油加氢或重油催化裂化过程的炼油厂,要求原油含盐量<3mg/l。
2. 天然气脱水装置原理
就是在脱水装置里面装备上干燥剂分子筛,天然气从干燥剂里面过,分子筛就将天然气里面的水份吸收了,当分子筛吸收到饱和或接近饱和时,就用加热的方式将分子筛里面的水份烘干,以便下一次循环使用。当然为了不影响生产,脱水装置用的是2个干燥塔,一个吸附,另一个就再生,两个塔交替使用,从而达到了持续脱水。
3. 谁知道CNG加气站标准站的详细工艺流程
CNG加气站的系统组成和基本设备配置 净化干燥系统主要包括除尘,脱硫,脱油,脱水干燥等工序,可分为前置处理和后置处理两类形式。严格讲,压缩系统中每级压缩前后的冷凝除油过程也可归于净化系统。
所谓前置处理,即在压缩前对天然气的干燥和净化,目的是保护压缩机的正常运行;而所谓后置处理,即在压缩后对压缩天然气的净化和干燥,其目的是保证所售气质的纯净,不但确保在发动机中燃烧良好,不会对发动机产生任何危害,同时也可避免可能出现的对售气系统的损害。
这两种净化干燥处理方式,即可同时应用,也可只采用其中一种。从目前国内外实际应用来看,基本上都有采用一种,而且近年来前置处理的方式逐步成为一种趋势,这样可保护加气站的核心设备---压缩机不会受到腐蚀和损坏。
脱水干燥的方式还可按脱水装置在CNG加气站工艺流程中的位置,分为低压,中压和高压脱水三种。这三种脱水方式都能达到车用CNG的脱水要求。
(1) 低压脱水 。
脱水装置在压缩机的进口处,由于被干燥气体压力低。水含量高,因此,这种类型脱水工艺的特点是,干燥剂的再生采用闭式循环回路,整个脱水装置包括2台充填分子筛干燥剂的干燥器。1台循环风机,1台冷却器,1台分离器和1台加热器。分子筛干燥剂的再生系统通过风机反复循环一定量的气体来完成。这种方式的脱水装置。由于受再生条件的制约,要达到低于-60摄氏度(标准状态下)有一定的困难。
(2) 中压脱水
脱水装置放置在压缩机的中间级出口处,根据压缩机入口压力的高低,确定放置在一级还是二级出口。国内机组的入口压力为0。3Mpa,宜放置在二级出口。一般来说,脱水压力控制在4.0Mpa左右比较有利。这样既可将气体中所含水的大部分在4.0Mpa左右的压力下分离掉,又能使设备和管,阀件的压力等级控制在4.0Mpa这一公称压力级上。在4.0MPa压力下,气体的饱和水含量约为常压下饱和水含量的3%,约为0.3Mpa压力下饱和水含量的10.%。中压脱水的干燥剂也为分子筛。
(3) 高压脱水
脱水装置放置在压缩机末级出口,通常压力为25MPa由于气体中所含水的绝大部分已在压缩机的逐级压缩一分离中出去,所以,在25MPa力下气相中的饱和水含量已非常少,仅相当于常压下饱和水含量的0.91%,约为0.3MPA压力下饱和水含量的3%。高压脱水仍需要加热再生,因此,也需要加热器、冷却器和分离器,其工艺原理流程与中压脱水相同,只是设备尺寸和压力等级不同而已。
另外,在高压脱水场合,在冬季最低气温不低于-7摄氏度的地区,干燥剂可选用硅胶,以降低再生操作温度。但对冬季最低温度低于-7摄氏度的地区,则必须用分子筛干燥剂。低、中、高压脱水各有优缺点,尤其在需要深度脱水时高压方式更有其优势。但由于高、中压脱水无法对压缩新进行必要的保护,至使压缩机由于天然气中的含水量大而导致严重故障的现象时有发生。因而,今年来国内外都趋向于采用低压脱水方式。
净化干燥系统的设备配置情况,主要依据当地气质来确定,所以对不同地区来说,净化和干燥系统的差异可能很大,而只要达到行业标准SY/T7546-96《汽车用压缩天然气》规定的气质要求即可。设计和选用这一系统设备的依据是,保证经过净化和干燥系统处理的CNG气体质量达到标准要求,不必盲目追求进口设备或者设备的配套齐全。
这是CNG加气站的核心部分,主要包括:加气缓冲和废气回收罐;压缩机组润滑系统;压缩机和天然气的冷却系统;除油净化系统;控制系统等6部分。其中控制部分比较复杂,我们将把它作为一个单独的子系统,预以讲述。
(1) 进气缓冲和废气回收罐、
进气缓冲罐,严格讲应包括压缩机每一级进气缓冲,其目的是减小压缩机工作时的气流压力脉动以及由此引起的机组的振动。
废气回收罐,主要是将每一级压后的天然气经冷却分离后,随冷凝油排出的一部分废气;压缩机停机后,留在系统中的天然气;各种气动阀门的回流气体等先回收起来,并通过一个调压减压阀,返回到压缩机入口。当罐中压力超过其上的安全阀压力时,将自动集中排放。同时,凝结分离出来的重烃油也可定其从回收罐底部排出。
实际上有的厂商在保证使压力脉动足够小的前提下,取消了缓冲罐,或以进气分离罐代替缓冲罐的作用,还有的将进气缓冲罐和废气回收罐合二为一,具有双重作用。
(2) 压缩机组
压缩机组包括压缩机和驱动机。压缩机是压缩系统,也是整个加气站的心脏。不同厂商生产的压缩机结构形式都不一样。用于天然气的压缩机压比较大,基本上都是活塞往复式压缩机。其结构形式有卧式对称平衡式,有立式,有角度式(V型、双V型、W型、倒T型等)。国内生产的压缩机主要有V型和L型两种类型。
压缩机组的两类,一是电机,用的最多,最方便;二是天然气发动机,主要用于偏远缺电地区,或气田附近,可降低加气站的运营成本。
(3) 压缩机润滑系统
压缩机润滑系统,包括曲轴、气缸、活塞杆、连杆轴套,以及十字头等处的润滑。该系统由预润滑泵、扦环泵、分配器、油压表、油温表、传感器、油冷却器、油各处室、过滤器、油箱(曲轴箱)、废油收集器等部件组成。
其中气缸润滑方式可分为有油润滑,无油润滑和少油润滑三种。
A、 有油润滑
优点:对气缸和活塞要求不高;可利用气缸润滑油带走部分磨擦热量,保证压缩机工作在可*程度范围内;有油润滑技术难度小,安全可靠,同时可以减少磨擦功耗。
缺点:必须在排气口安装昂贵的油分离器;机组体积较大,成本上升;润滑系统复杂、维修工作量大;耗油量大;从气缸带出的润滑油可能使后置处理的干燥物质污染失效。
B、 无油润滑
优点:不需要安装昂贵的油分离器;节省了费用和机器空间;耗油量低;润滑系统简化;维护工作量降低。
缺点:对气缸特别是活塞材质要求极高,成本上升。
C、 少油润滑
少油润滑的优点介于有油和无油润滑之间。它是通过一个专门机构,定时定量地将润滑油供给每一个气缸。即能保证气缸润滑需要,又可将润滑油消耗量控制到最小。美国艾里尔公司(ARIEL)生产的压缩机就采用了这种润滑方式。
为水冷和风冷两大类。水冷又分为开式循环和闭式循环两种。风冷也分为两种,一种是气缸带有散热翅片的,多用于结构紧凑的角度式,另一种是气缸不带散热翅片的,用于结构分散的对称平衡式。
开式循环的水冷却方式由于要求建有专门的冷却水池,属于落后技术,国内还有厂家采用。而另外还有3种方式的应用更为合理,技术也比较成熟。下面我们将这3种冷却方式的优缺点予以比较。
A, 闭式循环水冷方式
优点:冷却效果好,气缸壁工作温度低;降低了压缩机对高温环境的敏感度,确保高可靠性,高效率;减轻冷却器的热负荷,减少其体积。
缺点:气缸结构复杂;需要定期更换冷却液;增加一套冷却水循环系统,使得整机系统变复杂。
B.气缸无散热翅片的风冷方式
优点:气缸结构简单;不需要对气缸套清洗水垢;不需冷却水循环系统;冷却风扇可以同时对压缩机和冷却器进行冷却,冷却效果好。
缺点:气缸工作温度高,对材料要求高;冷却效果好坏完全取决与冷却器;同样排气条件下冷却器体积最大。
C.气缸设置散热翅片的风冷方式
优点:气缸结构比较简单;冷却风扇可以同时对压缩机和冷却器进行冷却,冷却效果好。
缺点:气缸散热翅片使得铸造工艺复杂。
天然气的储存方式前有4种形式:
一是每个气瓶容积在500L以上的大气瓶组,每站3个-6个,在国外应用得最多。
二是每个气瓶容积在40-80L,的小气瓶组成每站在40个-200个,国内外,尤其是国内基本上是这种形式;
三是单个高压容器,容积在2M3以上,国内现仅有一生产厂应用;
四是气井存储,每井可存气500M3,这是我国石油行业的创造。在四川等地应用很多。
合理的储气瓶组的容量,不但能提高的气瓶组的利用率和加气速度,而且可以减少压缩机的启动次数,延长使用寿命。根据经验,通过编组方法,可提高加气效率,即将储气组分为高,中,低压三组,瓶数比例以1:2:3较好,当压缩机向储气瓶组充气时,应按高,中 ,低压的顺序进行,当储气瓶组向汽车加气时,则恰恰相反,就按低,中,高压的顺序进行。
常用的前面三种形式,大气瓶和小气瓶相比较可知,大气瓶一次性投资较高,。而小气瓶相对较小;当储气容积相同,大气瓶所用的数量很少,年维护量小,费用较低。而小气瓶所用数量很大,年维护量很大,费用也高;大气瓶一般都设有排污孔,便于定期排出瓶内油污,小气瓶组没有排污孔,每年清除油污很费劲,;大气瓶上的气阀和管件很少,可靠性较高,而小气瓶数量多,气阀和管件必然很多,漏气和不安全检查因素大大增加。这需要我们在建站时以衡利综合考虑。表4将常用的3种储气方式的优缺点进2行了简要的对比,。供用户选用时参考。
完整的加气站控制系统对于加气站的正常运行非常重要。一个自动化程度高,功能完善的控制系统可以极大地提高加气站的工作效率,保证加气站安全、可靠地运行。
加气站的基本控制系统可分为6个部分:
(1) 电源控制;
(2) 压缩机组运行控制;
(3) 储气控制(含优先顺序控制);
(4) 净化干燥控制;
(5) 系统安全控制;
(6) 售气控制(含顺序加气控制和自动收款系统)。
这几方面的控制一般都通过微机和气动阀件来完成。较先进的加气站,还可以通过调制解调器(MODEN)和电话线,对各地多台加气站,实现远距离实时集中控制管理,包括实时监测、故障诊断和排除。先进的加气站设计必须依赖于先进的控制,所以控制系统占了加气站投资的相当比例。
售气系统包括高压管路子,阀门,加气枪,计量,计价以及控制部分。最简单的售气系统。除了高压路外,仅有一个非常简易的加气枪和一个手动阀门。先进的售气系统,不仅由微控制,还具有优顺序加气控制,环境温度补偿,过压保护,软管断裂保护等功能。有的还增加了自动收款系统和计算经营管理系统等
4. cng是加压前脱水还是加压后脱水
加气站的原料气一般为来自输气管道的商品天然气,在加气站中增压至20~25MPa并冷却至常温后,再在站内储存与加气。充装在高压气瓶(约20MPa)中的CNG,用作燃料时须从高压减压至常压或负压,再与空气混合后进入汽车发动机中燃烧。由于减压时有节流效应,气体温度将会降至-30℃以下。为防止气体在高压与常温(尤其是在寒冷环境)或节流后的低温下形成水合物和冻堵,故必须在加气站中对原料气深度脱水。
CNG加气站中的天然气脱水虽也采用吸附法,但与NGL回收装置中的脱水系统相比,它具有以下特点:①处理量很小;②生产过程一般不连续,而且多在白天加气;③原料气已在上游经过处理,露点通常已符合管输要求,故其相对湿度小于100%。
据了解,CNG加气站中气体脱水用的干燥剂在美国多为分子筛,俄罗斯以往多用硅胶,目前也用分子筛,我国则普遍采用分子筛。至于脱水后干气的露点或水含量,则应根据各国乃至不同地区的具体情况而异。我国GB 18047《车用压缩天然气》中规定,汽车用压缩天然气的水露点在汽车驾驶的特定地理区域内,在最高操作压力下,水露点不应高于-13℃;当最低气温低于-8℃,水露点应比最低气温低5℃。CNG的脱水深度通常也可用其在储存压力下的水含量来表示。
1. 天然气脱水装置在加气工艺流程中的位置
当进加气站的天然气需要脱水时,脱水可在增压前(前置)、增压间(级间)或增压后(后置)进行,即根据其在CNG加气工艺流程中的位置不同,又可分为低压脱水(压缩机前脱水)、中压脱水(压缩机级间)及高压脱水(压缩机后)三种。
脱水装置通常设置两塔即两个干燥器,一套系统在脱水,一套系统在再生。交替运行周期一般为6~8h,但也可更长。脱水装置的设置位置应按下列条件确定:①所选用的压缩机在运行中,其机体限制冷凝水的生成量,且天然气的进站压力能克服脱水系统等阻力时,应将脱水装置设置在压缩机前;②所选用的压缩机在运行中,其机体不限制冷凝水的生成量,并有可靠的导出措施时,可将脱水装置设置在压缩机后;③所选用的压缩机在运行中,允许从压缩机的级间导出天然气进行脱水时,宜将脱水装置设置在压缩机的级间。此外,压缩机汽缸采用的润滑方式(无油或注油润滑)也是确定脱水装置在流程中位置时需要考虑的因素。
在增压前脱水时,再生用的天然气宜采用进站天然气经电加热、吸附剂再生、冷却和气液分离后,再经增压进入进站的天然气脱水系统。再生用的循环风机应为再生系统阻力值的1.10~1.15倍。
在增压后或增压间脱水时,再生用的天然气宜采用脱除游离液(水分和油分)后的压缩天然气,并应由电加热控制系统温度。再生后的天然气宜经冷却、气液分离后进入压缩机的进口。再生用天然气压力为0.4~1.8MPa或更高。
低、中、高压脱水方式各有优缺点。高压脱水在需要深度脱水时具有优势,但由于高、中压脱水需要对压缩机进行必要的保护,否则会因含水蒸气的天然气进入压缩机而导致故障。
天然气脱水装置设置在压缩机后或压缩机级间时,压缩天然气进入脱水装置前,应先经过冷却、气液分离和除油过滤,以脱除游离的水分和油分。
2. CNG加气站天然气脱水装置工艺流程
目前国内各地加气站大多采用国产天然气脱水装置,并有低压、中压、高压脱水三类。其中,低压和中压脱水装置有半自动、自动和零排放三种方式,高压脱水装置只有全自动一种方式。半自动装置只需操作人员在两塔切换时手动切换阀门,再生过程自动控制。在两塔切换时有少量天然气排放。全自动装置所有操作自动控制,不需人员操作。在两塔切换时也有少量天然气排放。零排放装置指全过程(切换、再生)实现零排放。这些装置脱水后气体的水露点小于-60℃。干燥剂一般采用4A或13X分子筛。
半自动和全自动低压脱水工艺流程见图3-20。图3-20中原料气从进气口进入前置过滤器,除去游离液和尘埃后经阀3进入干燥器A,脱水后经阀5去后置过滤器除去吸附剂粉尘后至出气口。再生气经循环风机增压后进入加热器升温,然后经阀B进入干燥器B使其再生,再经阀27进入冷却器冷却后去分离器分出冷凝水,重新进入循环风机增压。