Адсорбционная очистка природного газа

Адсорбционные способы очистки природного газа от сернистых соединений основаны на их обратимой сорбции цеолитами с их последующей регенерацией. Регенерация может проводиться с помощью пара, воздуха, очищенного газа или других носителей при повышенной температуре, обычно 100¸350°С.

В качестве адсорбентов для тонкой очистки газов от сероводорода и сероорганических соединений эффективно используются молекулярные сита-цеолиты.

В качестве эффективного адсорбента применяется цеолит NaX. Полная адсорбционная емкость цеолита NaX при 25°С составляет по сероводороду — 165 г/л, по этилмеркаптану — 190 г/л [28].

Техническая характеристика цеолита марки NaX:

насыпная плотность, кг/м 3 , не менее — 600,0

механическая прочность, МПа, не менее — 4,9

влагоемкость в динамических условиях,

потери при прокаливании,%, не более — 5,0

Высокая эффективность очистки природного газа от сернистых соединений на цеолитах NaX (ТУ 38-10281-75) достигнута в промышленности. Этим методом в зависимости от схемы и условий проведения процесса может быть достигнута практически любая степень очистки, включая достижения остаточного содержания H₂S менее 0,5 мг/м 3 .

На рисунке 2.2 представлен один из вариантов схем установки сероочистки с применением цеолитов. Природный газ из газопровода последовательно проходит при температуре окружающей среды и под давлением аппараты грубой очистки 1 (до остаточного содержания серы 20¸50 мг/м 3 ) и тонкой очистки 2 (до остаточного содержания серы 0,5¸5 мг/м 3 ).

При достижении предельного насыщения аппараты останавливают на регенерацию (реактор 3). Регенерацию проводят частью очищенного газа — 5¸20% об. при температуре 250¸350°С. При завершении регенерации аппараты охлаждаются очищенным газом и включаются в работу. Характерные условия работы цеолитной сероочистки:

Рекомендуемое число аппаратов 2¸4

Объемная скорость, ч -1 500¸2500 100¸400

Температура, °С окруж.среда 250¸350

процессе насыщения, %, не менее 1 —

Концентрация сернистых соединений (S)

пиковая (по опыту эксплуатации) — 5¸25

Достоинствами метода являются:

1) возможность достижения высокой производительности при большей начальной концентрации сернистых соединений;

2) очистка при температуре окружающей среды;

К основным недостаткам относится наличие вредных примесей в газах регенерации, что затрудняет их регенерацию и требует специальных методов выделения из них серы [28].

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

Осушка газа

Осушка газа – это операция удаления влаги из газов и газовых смесей, которая обычно предшествует транспортировке природного газа по трубопроводам или низкотемпературному разделению газовых смесей на компоненты.

Для чего нужна осушка газа?

В данном случае, «сушить» = «удалять воду». Вода, в тех или иных количествах, присутствует в любом газе. Большинство сырых газов, не прошедших газоподготовку являются влагонасыщенными – т.е. содержат максимум воды при каких-то фиксированных давлениях и температуре. При этом речь идет не о воде в свободной форме, которая может каплями лететь с газом и удаляется с помощью сепараторов , а о парах воды, для удаления которой требуются другие технологии и соответствующее оборудование.

Осушка обеспечивает непрерывную эксплуатацию оборудования и газопроводов , предотвращая гидратообразование и возникновение ледяных пробок в системах. Наиболее важные методы осушки газа основаны на абсорбции или адсорбции влаги, а также на ее конденсации при охлаждении газа. Для проводимого осушительного процесса характерен такой показатель, как точка росы.

Существующие технологии осушки газа в промысловых условиях можно разделить на две большие группы:

абсорбционная – технология с использованием жидких поглотителей;
адсорбционная – технология с использованием твердых поглотителей.

Способы осушки газа

Воду из газа, как и любой другой компонент, можно удалять физическим методом (адсорбцией, абсорбцией, мембранами, конденсацией (холодом)), химическими методами (CaCL2 и пр.) и их бесконечными гибридами.

Коммерческое применение нашли следующие способы, расположенные в данном списке в порядке убывания популярности:

Абсорбция Гликолевая осушка
Адсорбция Цеолиты, силикагели или активированный алюминий
Конденсация Охлаждение с впрыском ингибиторов гидратообразования (гликолей или метанола)
Мембраны На основе эластомеров или стеклообразных полимеров.
Химический метод Гигроскопичные соли обычно хлориды металлов (CaCL₂ и пр.)

Подавляющее количество установок в мире основаны на первых двух способах.

Абсорбционный метод осушки газа — Гликолевая осушка

Гликолевая осушка — самый распространённый способ, используемый для умеренной осушки газа, достаточной для транспортировки по трубопроводам, в том числе и магистральным, и использовании такого газа в качестве топливного.

Методы осушки гликолями обеспечивают требования «СТО Газпром 089-2010 Газ горючий природный, поставляемый и транспортируемый по магистральным газопроводам».

Типовые установки гликолевой осушки газа позволяют достигать ТТР (Температуры Точки Росы) по воде в диапазоне -10°…-20° С.

Существуют и более продвинутые (и, естественно, более дорогие) модификации гликолевых осушек, основанных на процессах известных под названиями, данными им изначальными патентообладателями – такими как Drizo, Coldfinger и прочими, и позволяющие достигать ТТР до -80° С.

Основные преимущества абсорбционного метода осушки газа:

· Не высокие перепады давления

· Низкие эксплуатационные расходы

· Возможность осушки газов с высоким содержанием веществ, разрушающих твёрдые сорбенты

К недостаткам данного способа относят:

· Необходимость повышения температуры газа выше 40° С

· Возможность вспенивания поглотителей

Оборудование для гликолевой осушки

Стандартная гликолевая осушка состоит из двух основных блоков:

— абсорбера тарельчатого или насадочного типа

— блока регенерации гликоля

Адсорбционный метод осушки газа

Адсорбционные установки осушки газа, в основном, применяются для глубокой осушки газа (ТТР по воде -40°…-100°С) в составе криогенных заводов. Одним из свойств адсорбционных установок является принципиальная возможность одновременного удаления и воды и целого ряда примесей (углеводородов, кислых газов и пр.). Однако, использование адсорбционных установок для многокомпонентной очистки газа целесообразно только при низких «следовых» концентрациях удаляемых компонентов.

Основные преимущества адсорбционного метода осушки газа:

· Продолжительный срок службы адсорбента

· В широком диапазоне технологических параметров достигается низкая точка росы и высокая ее депрессия

· Изменение температуры и давления не оказывает существенного влияния на качество осушки

· Процесс отличается простотой и надежностью

· Большие капитальные вложения

· Высокие эксплуатационные затраты

· Загрязнение адсорбента и частая его замена или очистка

· Отсутствие надежности непрерывного цикла технологического процесса

Оборудование, применяемое при данном способе

Стандартная установка адсорбционной осушки газа состоит из блоков:

— два – четыре адсорбера колонного типа с гранулированным адсорбентом

Другие способы осушки газа

Конденсация, мембраны и прочие способы также обладают свойствами многокомпонентного очистки газа, однако в отличии от адсорбционной осушки газа они применяются для удаления основной массы нежелательных компонентов. Можно сказать, что адсорбционная установка является инструментом «тонкой» очистки газа, а конденсация и мембраны – «грубой».

Конденсация используется при необходимости достижения удаления углеводородов и воды (ТТР по воде/углеводородам 0…-20°С); в этом же диапазоне находят свое применение и мембраны, которые также могут обеспечить удаление некоторого кол-ва кислых газов.

Примеры требований к содержанию газов в воде:

Инжиниринговая компания «ГазСёрф» на заказ разрабатывает, производит сборку и осуществляет комплексную поставку «под ключ» установки осушки газов в блочно-модульном исполнении.

Источник