72 Абсорбционная осушка газа
Абсорбционная осушка газа применяется для извлечения из газа водяных паров и тяжелых углеводородов. Для осушки газа в качестве абсорбента используются гликоли, а для извлечения тяжелых углеводородов — углеводородные жидкости. Абсорбенты, применяемые для осушки газа, должны обладать высокой взаиморастворимостью с водой, простотой и стабильностью при регенерации, низкой вязкостью при температуре контакта, низкой коррозионной способностью, не образовывать пен или эмульсий.
Процесс абсорбции осуществляется в вертикальном цилиндрическом сосуде-абсорбере. Газ и абсорбент контактируют на тарелках, смонтированных внутри аппарата, перемещаясь противотоком: газ поднимается снизу вверх, а абсорбент стекает сверху вниз. Абсорбент по мере своего движения насыщается поглощаемыми им компонентами или влагой и через низ колонны подается на регенерацию. С верха колонны уходит осушенный газ. Эффективность абсорбции зависит от температуры и давления, числа тарелок в абсорбере, количества и качества абсорбента.
В настоящее время практически на большинстве промыслов осушка газа производится жидкими поглотителями [64].
Для абсорбционной осушки газа применяют в основном ди-этиленгликоли (ДЭГ) и триэтиленгликоли (ТЭГ); при осушке впрыском в качестве ингибитора гидратообразования используется этиленгликоль (ЭГ).
Технологическая схема осушки газа жидкими поглотителями представлена на рис.
Газ, освобожденный от капельной влаги в нижней скрубберной секции абсорбера, осушается раствором гликоля. Осушенный газ проходит верхнюю скрубберную секцию, где от него отделяются капли унесенного раствора гликоля, и поступает в газопровод,
Насыщенный влагой раствор гликоля подвергается регенерации в десорбере.
Рис.. Принципиальная технологическая схема осушки газа жидкими поглотителями.
1 — абсорбер; 2 — выветриватель; 3 — отпарная колонна (десорбер); 4 — теплообменник;
5 — кипятильник; 6 — холодильник; 7 — промежуточная емкость; 8 — насос. Потоки: I — сырой газ; II — осушенный газ; III — газы выветривания; IV — водяной пар; V — регенерированный абсорбент; VI — свежий абсорбент, VII — газовый конденсат.
В промышленности приходится иметь дело с водными растворами гликолей. На рис. а, б представлены графики зависимости точки росы осушенного газа от концентрации растворов ДЭГ и ТЭГ и температуры контакта.
Рис.. Зависимость точки росы осушенного газа от температуры контакта и концентрации растворов гликолей: а-ТЭГ; б —ДЭГ.
73 Адсорбционная осушка газа
Адсорбционная осушка газа применяется для получения низкой «точки росы» (-20-30°С), которая необходима при транспорте газа в северных районах страны. Одним из важных преимуществ адсорбции является то, что не требуется предварительной осушки газа, так как твердые адсорбенты, наряду с жидкими углеводородами, хорошо адсорбируют и влагу. В качестве адсорбента используют твердые пористые вещества, обладающие большой удельной поверхностью.
Сущность адсорбции состоит в концентрировании вещества на поверхности или в объеме микропор твердого тела.
Для осушки газа на промышленных установках применяются силикагель (наиболее распространенный осушитель), алюмогель, активированный боксит (флорид) и молекулярные сита [64],
Установки адсорбционной осушки имеют 2-4 адсорбера. Полный цикл процесса осушки твердыми поглотителями состоит из трех последовательных стадий: адсорбции продолжительностью 12-20 ч; регенерации адсорбента в течение 4-6 ч и охлаждения адсорбента в течение 1-2 ч. Технологическая схема осушки газа представлена на рис.
Рис.. Технологическая схема осушки газа твердыми поглотителями. 1 — сепаратор; 2 и 7 — слив воды; 3 — нагреватель; 4 и 5 — адсорберы; 6 — сепаратор; 8 — теплообменник. Потоки: I — влажный газ; II — осушенный газ; III — обводная линия.
Газ после сепаратора, где происходит его очистка от механических примесей, капельной влаги и жидких углеводородов, поступает в адсорбер с регенерированным осушителем. Адсорбент поглощает влагу, содержащуюся в газе, после чего очищенный газ из аддсорбента направляется в магистральный газопровод. Часть сырого отсепарированного газа подается в подогреватель, а затем — в адсорбер с увлажненным осушителем для регенерации. Горячий газ ‘после регенерации осушителя охлаждают и направляют в сепаратор для отделения влаги, удаленной из осушителя и выделившейся ‘ при охлаждении газа. После отделения влаги газ смешивается с основным потоком сырого газа и поступает на осушку. Охлаждение адсорбента осуществляют холодным осушенным газом. В установках с адсорбционным процессом достигается весьма низкая точка росы (-40°С и ниже).
Источник
Абсорбционная осушка природного газа
В начальный период эксплуатации месторождения в рассматриваемой технологической схеме отсутствуют ДКС-1 и ДКС-2 и, возможно, СОГ . Эти блоки вводятся в технологический процесс по мере необходимости при падении пластового давления в процессе разработки месторождения. В технологических схемах двухступенчатой осушки газа могут использоваться многофункциональные аппараты МФА-1 и МФА-2, включающие сепаратор, абсорбер и фильтр в одном многофункциональном агрегате .
Технологическая схема двухступенчатой абсорбционной гликолевой осушки газа в начальный период эксплуатации месторождения МФА-1 – многофункциональный аппарат первой ступени осушки; МФА-2 – многофункциональный аппарат второй ступени осушки; РГ – система регенерации гликоля.
Абсорбционная осушка природного газа
Технология двухступенчатой осушки газа на двух температурных уровнях оказывается работоспособной и в широком диапазоне термобарических условий и при подключении ДКС в начале технологического процесса. Кроме того, при всех режимах эксплуатации сохраняется возможность использования в качестве абсорбента диэтиленгликоль. Таким образом, технологический процесс двухступенчатой осушки газа в УКПГ вполне может использоваться при обустройстве новых газовых месторождений севера Тюменской области и полуострова Ямал , а также при модернизациях действующих установок осушки тощих газов, особенно на газовых месторождениях, переходящих в стадию падающей добычи .
Источник
2.Осушка углеводородных (природных) газов
Осушка углеводородного (природного) газа осуществляется после предварительной очистки от капельной влаги и механических примесей в газосепораторах, а также удалении агрессивных примесей, при их наличии.
Осушкой называется процесс удаления воды, находящейся в углеводородном (природном) газе в парообразном состоянии. Общепризнано, что осушка газа является необходимым условием для обеспечения бесперебойной работы магистральных газопроводов. Она предотвращает образование гидратов и уменьшает коррозию, а это в свою очередь увеличивает срок службы оборудования и снижает энергетические затраты на их удаление.
Степень осушки газа определяется не только возможностью конденсации воды, но и образованием гидратов газа. В задачу осушки не входит удаление из газа всей парообразной влаги, это стоило бы дорого, да в этом и нет необходимости. Достаточно удалить такое количество влаги, чтобы при последующем транспортировании газа, его переработке и использовании оставшиеся пары воды при соответствующих давлениях и температурах не могли сконденсироваться или образовать гидраты.
Разделение пластовой продукции газоконденсатных месторождений на фракции производятся на газоперерабатывающих заводах и промысловых установках с применением абсорбционных, адсорбционных, хемосорбционных, конденсационных и других тепломассообменных процессов. Они строятся в местах скопления большого количества газа, чаще всего на территориях отдельных компрессорных станций, промысловых газораспределительных станциях и подземных хранилищ газа, откуда газ направляется по магистральным газопроводам к различным потребителям [102].
В настоящее время основная добыча газа (более 90 %) на северных месторождениях России, осуществляется за счет разработки чисто газовых залежей, главным образом, сеноманского продуктивного горизонта: достаточно упомянуть только такие уникальные месторождения-супергиганты, как Медвежье, Уренгойское и Ямбурское. В стадии проектирования разработки находится ряд крупных чисто газовых месторождений Западной Сибири и полуострова Ямал, намеченных к освоению уже в ближайшие годы. Углеводородный (природный) газ этих месторождений метанового типа: содержание метана доходит до 98-99 об. %, иногда встречаются залежи с примесью азота (обычно не более 1,0 об. %), тогда как более тяжелые компоненты (С2+) находятся только в следовых количествах [41].
Промысловая подготовка сеноманских газов к дальнему транспорту осуществляется в настоящее время по двум основным (и конкурирующим между собой) технологиям [41]:
— Адсорбционная осушка – это поглощение вещества поверхностью твердого поглотителя, называемого адсорбентом [40].
На установках адсорбционной осушки газа основным аппаратом является адсорбер. Его работа, состоит из трех периодов: осушки газа, регенерации и охлаждения адсорбента. Для осуществления непрерывного процесса необходимо, чтобы на установке было как минимум два аппарата: в одном проводится осушка газа, в другом – тепловая регенерация адсорбента и затем его охлаждение [37, 39, 60].
Данный метод осушки газа происходит с использованием твердых сорбентов влаги – селикагеля, цеолитов и др. (установки адсорбционной осушки газа эксплуатируются на месторождении Медвежье с 1972 г.) [41]
— Абсорбционная осушка – это избирательное поглощение газов или паров жидкими поглотителями – абсорбентами. При этом происходит переход вещества или группы веществ из газовой или паровой фазы в жидкую. Абсорбция – избирательный и обратимый процесс. Переход растворенного вещества из жидкой фазы в паровую или газовую называется десорбцией. Обычно оба процесса объединяются в один производственный процесс [37, 39, 40, 105, 107].
Абсорбционная осушка осуществляется с применением концентрированных водных растворов гликолей: диэтиленгликоль (ДЭГ) и триэтиленгликоль (ТЭГ), в меньшей степени этиленгиколь [41, 68].
Сравнение адсорбционной и абсорбционной технологий в [41] показывает, что их технико-экономические показатели довольно близки и оба варианта технологии осушки газа могут использоваться в промысловых условиях практически одинаково успешно.
Осушка газа может происходить также физическими и химическими способами [68]. Эти методы получили небольшое распространение, поэтому не
В настоящее время наибольшее распространение в России получил абсорбционный метод с применением ДЭГа в качестве основного сорбента, тогда как за рубежом чаще всего используют более эффективный осушитель ТЭГ. Выбор в пользу ДЭГ в свое время мотивировался наличием собственной промышленной базы на химических производствах [41].
На рисунке 1.3 представлена технологическая схема осушки углеводородного (природного) газа методом абсорбции.
Рисунок 1.3 – Технологическая схема осушки природного газа: 1 – первичный сепаратор; 2 – контактор; 3 – сепаратор; 4 – абсорбер; 5 – регенератор; 6 – холодильник; 7-10 – линии подачи; 11 – испаритель; 12 – выветриватель; 13 – теплообменник; 14 – емкость [63].
Сырой газ из скважины подают на первичную сепарацию в сепаратор 1, где от газа отделяется капельная влага, после чего газ с унесенной со стадии первичной сепарации капельной влагой, содержащей растворенные в ней соли, подают в контактор 2, где осуществляется его контактирование с отпаренной и сконденсированной на стадии регенерации водой. Далее газ поступает на сепарацию в сепаратор 3, а затем на осушку в абсорбер 4. Насыщенный влагой абсорбент из абсорбера 4 подают на регенерацию в регенератор 5. Сухой газ поступает в магистральный трубопровод. Регенерация абсорбента осуществляется методом ректификации (ректификация – процесс разделения бинарных или многокомпонентных жидких смесей на практически чистые компоненты или фракции, обогащенные низкокипящим и высококипящими компонентами). Выделенные из абсорбента пары влаги конденсируются в холодильнике 6 и попадают в контактор 2, a регенерированный абсорбент подают на осушку газа в абсорбер 4 [63, 105].
Источник