Газов осушка

Осушка газа

Осушка газа является необходимым технологическим процессом, применяемым как в циклах переработки, так и перед подачей природных и нефтяных газов в магистральный газопровод.

Это связано с тем, что в сырье присутствует избыточная влага, способная стать причиной серьезных повреждений трубопровода.

Снижение температуры при обработке и транспортировке газа приводит к выделению конденсата, из которого затем образуются гидраты.

Наличие гидратов в газопроводе может уменьшить сечение труб, привести к коррозии оборудования, а также стать причиной аварии на магистрали и остановке рабочего процесса. Для того чтобы правильно подобрать способ осушки газа, необходимо учитывать состав сырья, в частности, сколько тяжелых углеводородов содержит в себе газ.

Основываясь на этом признаке, газ подразделяют на два вида: жирный и тощий (сухой). Говоря о жирном газе, подразумевают повышенное содержание тяжелых углеводородов — от 25% и более.

Для тощего газа характерно наличие 0–1%  тяжелых углеводородов, не препятствующих транспортировке по газопроводу.

Самой современной технологией осушки газа является мембранная. При использовании мембранных установок «Грасис» минимизируются капитальные и эксплуатационные затраты на осушку.

Виды осушки газов

Для осушки тощего и кислого газа, сырья, прошедшего очистку от кислых компонентов, а также в процессе подготовки сырья к обработке низкими температурами применяют многоступенчатую противоточную абсорбцию.

Для нефтяных месторождений характерно использование прямоточной абсорбции. Процесс осушки газа в этом случае идет по горизонтальным абсорберам. Адсорбция оптимальна для подготовки сухих газов к транспортировке, с помощью этого способа проводят глубокую осушку, а также обрабатывают сжиженные газы.

Для осушки углеводородных «Грасис» НПК «Грасис» применяет комплексный подход, который подходит для газов и с низким, и с высоким содержанием С3+ .

По большей части мы используем мембранную технологию, самую инновационную в настоящее время.

Именно применение данной технологии позволяет решить для Заказчика проблему осушки любых углеводородных газов, а также газов, содержащих сернистые соединения.

По желанию Заказчика «Грасис» может применить установки гликолевой осушки.

Мембранные установки «Грасис» для осушки углеводородных газов«

Только мембранная технология осушки углеводородных газов, разработанная в «Грасис», позволяет одновременно добиться снижения температуры точки росы (ТТР) как по воде, так и по углеводородам. Наши установки могут применяться, в том числе и в холодных климатических районах.

Газ может быть осушен на 15–60°С, итоговая цифра зависит от схемы реализации процесса.

Применение гликолей для осушки газа

Требования к осушителям природного газа включают в себя не только малую коррозийную активность, высокую поглотительную способность, низкую эксплуатационную вязкость, устойчивость к окислению и термическому разложению, но и целый ряд других признаков.

Осушка газа с помощью гликолей востребована в силу ряда причин. Такой осушитель доступен по цене, не является токсичным, не наносит ущерб окружающей среде при попадании в водоемы или почву, оптимален для установок, где газ проходит комплексную подготовку.

Применение водных растворов гликолей не приводит к коррозии оборудования, по которому транспортируется газ, что позволяет изготавливать газопровод из недорогих видов стали. Таким образом, эти осушители дают возможность существенно сэкономить на производственных расходах.

Осушка с помощью твердых сорбентов

Осушка газа от углеводородов производится с помощью таких промышленных сорбентов, как силикагели, а также с помощью молекулярного сита. Широкое применение силикагелей обусловлено их доступной стоимостью, долговечностью, низкими энергозатратами и способностью давать значительно сниженную степень осушки газа.

Применение синтетических цеолитов позволяет не только осушить газ, но и снизить расходы на эксплуатацию. Этот адсорбент отличается превосходными характеристиками по впитыванию и обеспечению низкой точки росы, при этом его стоимость значительно выше, чем у аналогов.

Наше оборудование

Как уже было отмечено выше, НПК «Грасис» предлагает современное оборудование для осушки газа собственного производства.

Большой опыт сотрудничества с отечественными и зарубежными предприятиями нефтяной и химической промышленности позволяет нам осуществлять проекты любой сложности.

В нашей компании вы можете заказать разработку и внедрение требующегося для ваших целей оборудования. Мы предлагаем эффективные решения для бесперебойной работы вашего производства, применяющего природный или нефтяной газ. Вы можете ознакомиться с готовыми проектами, обратившись к нашим консультантам.

Наши услуги

НПК «Грасис» осуществляет комплексное оказание услуг по проектированию, производству, доставке и установке заказанного газового оборудования, а также пусконаладку, обучение персонала, гарантийное и постгарантийное обслуживание. Если вы решили заменить устаревшие установки по осушке газа, наши специалисты проведут профессиональную диагностику на вашем объекте.

Подробнее об услугах, тарифах, сроках поставки оборудования и другим вопросам обращайтесь по электронной почте info@grasys.ru или контактному телефону: (495) 777-77-34.  Мы открыты для сотрудничества с малыми и крупными предприятиями по переработке и подготовке газа!

Методы осушки газа: основные способы

Выбор способа осушки газа – важный шаг, что обусловлено различной практической значимостью каждого отдельно взятого подхода и его применимостью на практике. Давайте же разберемся какие существуют методы осушки газа.

Химические методы

В лабораториях обычно используются химические методы. Существует множество веществ, способных воздействовать на газ и обеспечить его полную осушку. Но проблема состоит в том, что в промышленных масштабах реализовать их восстановление достаточно сложно, а зачастую и просто невозможно. Одноразовое использование восстановителей нерационально, поскольку обходится очень дорого.

Физические методы осушки газа

Альтернативой химической осушки газов являются методы, основанные на физических принципах. Но все же лучше брать лучшее от каждого подхода.

Осушка газа абсорбционным методом

Природные и попутные газы, добываемые под повышенным давлением и при пониженных температурах нефтедобычи, содержат капельную и парообразную влагу, которая вызывает создание гидратов – затвердевших углеводных компонентов газовой смеси с включением в них молекул воды.

Осаждаясь в виде льда на стенках трубопроводов и аппаратов, гидраты сужают их внутреннее сечение, уменьшают пропускную способность трубопроводов и часто приводят к полной их укупорке. Присутствие в углеводородных газах кислых компонентов (СО2, Н2S и др.) приводит к сильной коррозии трубопроводов и аппаратов. Обычно содержание паров воды, СО2, Н2S в очищенном природном газе регламентируется.

При осушке газа методом абсорбции используются специальные жидкие реагенты, способные поглощать из газов воду. Для реализации такого способа необходима специальная установка, которая в состоянии обеспечить непосредственный контакт реагента с газом. В качестве поглотителей при данном подходе чаще всего применяется раствор диэтиленгликоля или триэтиленгликоля.

Абсорбция предусматривает поступление обрабатываемого газа в нижнюю часть установки. В это же время с верхней части навстречу движется раствор поглотителя.

Далее насыщенный влагой осушитель поступает в сепаратор, где из него сначала удаляется газ, поглощенный внутри установки.

Далее следует подогрев и регенерация этиленгликоля, состоящая в выделении поглощенной ранее влаги. Затем цикл повторяется.

Основное преимущество абсорбционного способа – это возможность его автоматизации и проведения осушки до значения «точки росы» (-70ºС), приемлемого в большинстве практических случаев.

Очистки базируется на использовании твердых поглотителей. Это может быть цеолит, оксид алюминия или силикагель. Поглощенная влага извлекается из пор при помощи внешних воздействий. При адсорбции газов можно достичь более низкой «точки росы» (-90ºС), но выбор конкретного адсорбента зависит от химического состава осушаемого газа.

В целях борьбы с гидратообразованиями и для очистки газов от кислых примесей на газоперерабатывающих заводах эксплуатируют абсорбционные установки, в которых осушают и очищают газ, используя абсорбенты и специальные вещества (ингибиторы), снижающих температуру гидратообразования.

Абсорбционные установки отличаются тем, что в них осуществляют непрерывное подведение абсорбента и отвод на регенерацию насыщенного влагой или продуктами окисления абсорбента в регенератор, а также рециркуляцию регенерированного поглотителя.

Абсорбцию проводят в абсорберах поверхностного типа или используют смешение абсорбента и газа с одновременным охлаждением и сепарацией капель влаги.

Процесс сушки газа абсорбционным способом рассчитывают или графоаналитическим методом с использованием графиков для определения равновесного влагосодержания углеводородных газов, либо на основе уравнения Кремсера для расчетов числа контактных тарелок. Применение триэтиленгликоля для сушки и очистки газа в промышленности не получило широкого распространения из-за его дороговизны, поэтому оно оправдано при больших объемах перерабатываемого газа.

Гликолевая осушка газа

Гликолевая осушка газа представляет собой селективное поглощение паров воды специальным жидким абсорбентом. Сейчас на практике для решения такой задачи используются преимущественно диэтиленгликоли или триэтиленгликоли.

Обычно природный газ, поступающий из скважины, содержит много воды. Это нежелательно, поскольку влага может создать дополнительные проблемы при последующей транспортировке и переработке. Например, в случае низких температур произойдет замерзание воды в трубопроводе или образуются твердые гидраты с другими компонентами газа.

Такие соединения могут появляться и при высокой температуре. Их главная опасность состоит в возможной закупорке трубопроводов и технологического оборудования. Гликолевая осушка газа позволяет удалять воду и снижать температуру гидратообразования.

Суть процесса гликолевой осушки cводится к следующему. Сначала обезвоженный и концентрированный гликоль подают в верхнюю часть абсорбционной колонны. Там он взаимодействует с увлажненным газом.

Поглощение воды гликолем обеспечивается за счет физической абсорбции. Разбавленный гликоль выходит с низа колонны.

В свою очередь, осушенный газ выводится с верха абсорбера и дальше идет или в газопровод, или же на дальнейшую переработку.

Остается вопрос: что делать с разбавленным гликолем? Данное вещество из абсорбера дросселируется до низкого давления и подается в емкость выветривания. Это нужно для того, чтобы отделить растворенные углеводороды.

Там происходит концентрация гликоля до исходной чистоты, что достигается благодаря испарению поглощенной ранее воды.

При сушке газа гликолем используется разница парциальных давлений водяных паров, имеющих место в абсорбенте и газе. Только от гигроскопичных свойств осушителя, температуры и давления, а также эффективной площади контакта зависит, какое количество влаги можно будет извлечь из газа при помощи абсорбента.

Осушка газа абсорбционным методом использует преимущественно гликоли, диэтиленгликоли и триэтиленгликоли, которые способны поглощать влагу до 40 г/л, а также кислые газы до 99% от их первоначального содержания.

Установка для осушки газа от GlobeCore

Установка для осушки газа Суховей

Рассмотрим процесс осушки атмосферного воздуха, который, как известно, является смесью различных газов (азота, кислорода, аргона, углекислого газа, водорода и др.).

Для решения данной задачи компания GlobeCore разработала и производит установки типа «Суховей». Принцип их действия основан на осушке воздуха в двух адсорберах, работающих независимо друг от друга. Адсорберы заполнены синтетическим сорбентом.

За счет наличия фильтра пыли установка обеспечивает также очистку уже осушенного воздуха от механических примесей.

Конструкция «Суховея» позволяет проводить регенерацию сорбента без привлечения стороннего оборудования. Восстановление поглотителя осуществляется за счет его прогрева горячим воздухом с температурой 390-430ºС.

Осушка газа: определение, характеристика, способы и виды работы, применение установки и специального оборудования

На сегодняшний день известно множество разнообразных примесей. К примеру, это могут быть механические загрязнения. Они содержатся как в сжатом воздухе, так и в самом природном газе.

После того как эти примеси попадают в установки, к примеру в магистрали по перекачке газа, то все приборы, работающие в этом месте, подвергаются воздействию данных частиц.

Это приводит к тому, что сильно увеличивается их износ.

Влага в качестве примеси

Естественно, нужно понимать, что механические примеси — это не единственная проблема. Довольно большую опасность несет такое вещество, как обычная жидкость, вода.

Как бы это ни звучало странно, но именно во время добычи природного газа проблема с водой стоит достаточно остро. Это выражается в том, что возможно образование водяных паров. Их возникновение, а также плотность зависит от расположения места добычи.

Хотя здесь важно отметить, что пары такого типа присутствуют в любом случае, просто их концентрация может быть разной.

Чем опасна влага?

Причина достаточно очевидна — коррозия металлических труб, по которым перемещается газ. В основном все приборы, как и трубопроводы, состоят именно из сплавов железа. Наличие влаги внутри такой трубы приведет к тому, что образуются гидраты.

Кроме этого, не исключено образование и обычного льда. Наличие любой из этих примесей приведет к следующему эффекту: внутри образуется пробка, которая будет препятствовать транспортировке природного газа.

Кроме того, появление гидратов нарушает работу большинства регулирующих органов, отвечающих за поддержание должного давления.

По этим причинам все установки должны соответствовать некоторым правилам. Первое и наиболее важное требование — это способность функционировать при достаточно широком диапазоне внешних температур, включая наиболее низкие.

Второе важное требование — это надежность установок, а третье — доступность в эксплуатации и обслуживании.

Способы осушки

Осушка газа — это метод, который позволяет избавиться от образования гидратов или ледяных пробок. В настоящее время различают четыре основных метода проведения этой операции.

1. Охлаждение. В данном случае используется холод, как естественный, так и искусственно созданный.
2. Метод абсорбции предполагает использование жидких поглотителей.
3. Метод адсорбции проводится с использованием уже твердого поглотителя.
4. Еще один способ является комбинированным. К примеру, можно использовать абсорбцию и охлаждение.

Способ охлаждения газа

Первый способ осушки газа — это охлаждение. Метод основывается на том, что влажность газа изменяется в зависимости от окружающей температуры. К примеру, если охладить газ, который до этого был теплым, то часть влажного пара сконденсируется.

Конденсат, который выпадет в данном случае, достаточно просто удалить, а сам газ будет иметь более низкую точку росы.

Для того чтобы достичь необходимой осушки газа таким способом, нужно, чтобы он охладился до температуры, которая будет немного ниже, чем минимальный показатель в трубопроводе.

Что касается естественного охлаждения, то он возможен в течение зимнего периода и в том случае, если трубопровод был проложен над землей. Также температура воздуха должна быть ниже, чем показатели почвы. Есть еще один способ, который можно использовать.

Для этого необходимо, чтобы месторождение обладало запасами природного и нефтяного газа. В таком случае появляется возможность охладить нефтяной газ холодом в теплообменнике. Холод берется в нем после процедуры дросселирования природного топлива.

Проводить охлаждение можно и дросселированием нефтяного газа.

Есть еще один способ охлаждения, который часто применяется на разных заводах по переработке газа. Искусственный метод проводится с использованием аммиака или пропана. Для этого проводится испарение этих веществ. Так, стоит отметить, что осушка природного газа охлаждением в любом случае будет частично удалять такие вещества, как тяжелые углеводороды.

Жидкие поглотители

Абсорбционная осушка газа, а точнее ее суть, заключается в том, что некоторые жидкие вещества способны впитывать в себя влагу из воздуха. Для того чтобы вещество можно было использовать в качестве такого поглотителя, оно должно подходить по нескольким требованиям:

• влагоемкость вещества должна быть очень высокой;
• поглотитель не должен быть токсичным;
• стабильность;
• предмет не должен обладать корродирующими характеристиками;
• растворимость поглотителя в таком веществе, как газ или жидкий углеводород, должна быть минимальной;
• регенерация поглотителя — простая.

Наилучшие вещества, которые подходят под это описание, — ДЭГ и ТЭГ. Расшифровываются они как диэтиленгликоль и триэтиленгликоль. Если рассматривать в основном только российские места и способы добычи, то чаще всего используется именно ДЭГ. В качестве вещества применяют такой химический реагент, как хлористый кальций.

Поглотители твердого типа

Адсорбционная осушка газа построена примерно на том же принципе, что и предыдущий метод, однако вместо жидкого вещества здесь используются твердые материалы. В данном случае эти предметы называют адсорбентами.

Они отличаются тем, что их площадь достаточно большая, к тому же вся она покрыта множеством капиллярных пор.

В качестве таких материалов можно успешно применять такое сырье, как активированная окись алюминия, боксит, флорит и несколько других веществ.

Здесь очень важно отметить, что если газ предварительно не пройдет очистку от некоторых других примесей, таких как тяжелые углеводороды или сероводород, то способность адсорбентов впитывать влагу будет значительно снижена. Это говорит о том, что схема осушки газа не может использоваться как самостоятельная система. Чтобы осуществить регенерацию твердых поглотителей, нужно использовать либо сухой горячий газ, либо воздух.

Конструкция установок для осушки

Оборудование для осушки состоит из нескольких сборных элементов, они оборудованы всеми средствами контроля, а также управления для выполнения операции. Все это оборудование отличается следующими особенностями:

• процесс регенерации осуществляется в полностью закрытом контуре, к тому же без потребления природного топлива;
• в состав входят логические схемы автоматического типа, отвечающие за управление и контроль всей системы;
• рама-основание для этого приспособления стоит отдельно;
• обслуживание и использование таких установок максимально простое;
• гибкость станций и их надежность достаточно высоки;
• при сборке они изготавливаются таким образом, чтобы оборудование могло функционировать на 100 % при условии очень низких температур.

Устройства с жидкими поглотителями

Если в качестве метода осушки газа был выбран абсорбционный, то в таком случае основным аппаратом будет абсорбер. Это вполне объяснимо. Установка осушки газа имеет и другие элементы, однако этот является наиболее важным.

Абсорбер представляет собой барботажную колонну, использующуюся в качестве массообмена. Также здесь имеются специальные тарелки, у которых есть колпаки круглой или конусной формы.

Они будут отвечать за то, чтобы на тарелках всегда поддерживался необходимый уровень жидкости.

Использование методов осушки

Как можно заметить, существует некоторое количество разнообразных методов осушки газа, однако стоит добавить, что их не всегда удается использовать. При выборе метода очень важно учитывать местность, где проводится добыча и, естественно, экономические затраты и выгоду.

Таким образом, в лабораториях чаще всего применяется лишь один — химический способ осушки. Здесь важно понимать, что на самом деле существует очень много веществ, которые могут выступать в роли абсорбентов или адсорбентов.

Хотя проблема заключается в том, что использование химических веществ — это одноразовый процесс, подобный факт означает, что его применение полностью не рентабельно в индустриальном масштабе.

Учитывая достаточно большие объемы газовой индустрии в России, можно сделать вывод, что это будет весьма затратно. Все это подтолкнуло индустрию к развитию полностью физических методов осушки.

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:

1. Абсорбция     Гликолевая осушка
2. Адсорбция     Цеолиты, силикагели или активированный алюминий
3. Конденсация  Охлаждение с впрыском ингибиторов гидратообразования (гликолей или метанола)
4. Мембраны      На основе эластомеров или стеклообразных полимеров.
5. 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

· Средний уровень осушки

· 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

Недостатки:

· 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

— применяемый адсорбент

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 газов в воде:

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

Общие сведения об осушке природного газа

В недрах земных пластов углеводородные газы (природный, попутный) насыщены водяными парами до равновесного состояния. Количество паров воды зависит от условий в пласте, а также от состава газа.

Присутствие паров воды в газе негативно сказывается на аппаратах и коммуникациях установок переработки и транспорта газа вследствие образования в них гидратов, во избежание этого явления, обязательным условием подготовки газа к транспортировке по магистральным газопроводам служит процесс осушки газа.

Важным требованием к топливу на сжатом природном газе является низкая точка росы по воде. Если точка росы по воде при условиях подачи превышает минимальную температуру окружающей среды, то необходимо установить оборудование для осушки газа.

Выбор оборудования определяется исходя из требований заказчика и рабочих условий.

Для достижения очень низкой точки росы по воде для широкого диапазона рабочего давления, рекомендуется использование установки по осушки природного газа c регенерацией тепла.

Предлагаемые установки состоят из сборных элементов и оборудованы всем необходимыми системами для контроля и управления.

Особенности установок для осушки газа:

• Регенерация в закрытом контуре без потребления газа
• Автоматические логические схемы управления и контроль системы
• Отдельно стоящая рама-основание
• Простая эксплуатация и техническое обслуживание
• Высокая надежность и гибкость
• Специальное исполнение для очень низких температур окружающей среды
• Готова к эксплуатации

Технические параметры:

Точка росы природного газа: -60…-80°C Поток природного газа: до 10 000Нм3/ч Мин./макс. рабочее давление: 2-200 бар изб.

Потребляемая мощность: 1-40кВт (в зависимости от рабочих условий)

Специальное исполнение по запросу:

• Индикация точки росы: специальный анализатор для установки во взрывоопасной зоне
• Микропроцессорное управление с дистанционным управлением
• КИП: передатчики с LCD индикаторами
• Пневматические соединения и трубы: из нержавеющей стали
• Входной сепаратор (по требованию)
• Сливной бак для природного газа: для гашения пульсации

Специальное исполнение для низкой температуры окружающей среды (минус 60°C)

Применяемые технологии в установках по осушке природного газа:

• осушка газа на основе процесса абсорбции
• осушка газа на основе процесса охлаждения
• осушка газа на основе процесса адсорбции
• осушки газа на основе комбинирования различных процессов

Осушка газа методом абсорбции

В основе способа лежит применение специальных реагентов поглощающих влагу из газа при непосредственном контакте внутри установки.

В качестве влагопоглощающих агентов используются растворы диэтиленгликоля (ДЭГ), триэтиленгликоля (ТЭГ).

В ходе процесса осушаемый газ на тарелках абсорбера контактирует в противотоке с подаваемым сверху гликолем. Давление в абсорбере не превышает 120 атм., а температура гликоля порядка 40°C.

Осушенный газ отводится сверху абсорбера и направляется в магистральный газопровод, а гликоль, насыщенный влагой, отводится снизу абсорбера и направляется в выветриватель – для отдува поглощенных углеводородов.

Из десорбера регенерированный гликоль с концентрацией 95-97% поступает вновь на абсорбцию и цикл повторяется.

Глубина осушки газа

Глубина осушки газа очень сильно зависит от концентрации гликоля, с которым газ контактирует в абсорбере. Максимально возможная концентрация гликоля, которой можно достичь, равна 97%.

Абсорбция гликолем с концентрацией гликоля 96-97% позволяет достичь депрессии точки росы осушаемого газа равную 30°C.

Увеличение концентрации гликоля до 99% позволяет, значению депрессии точки росы вырасти до 40°C.

В тех случаях, когда стандартных настроек процесса осушки недостаточно для получения необходимого качества осушки газа, возможно аппаратурное оформление установки для осуществления процесса осушки в двух ступенчатом исполнении.

На первом этапе осушка происходит по стандартному циклу, газ осушается в абсорбере, контактируя с гликолем концентрацией 96 %, после чего поступает в абсорбер вторичной осушки, где уже осушеный на первом этапе газ повторно осушается гликолем концентрации 99,5 %. В десорбере этапа первичной осушки, процесс регенерации гликоля происходит под давлением 1-2 атм, а в десорбере вторичной осушки под вакуумом.

Применение процесса двух стадийной осушки газа, позволяет получить на выходе с установки депрессию точки росы около 90°C.

Осушка газа охлаждением

В основе способа лежит охлаждение газа при неизменном давлении. По ходу процесса избыточная влага конденсируется и отводится, а точка росы газа снижается.

Выбор конкретной технологии осушки газа, расчет и обеспечение необходимых рабочих параметров установки, объем ее аппаратурного оформления.

Осушка газа методом адсорбции

Это технологический процесс заключается в избирательном поглощении порами поверхности твердого адсорбента молекул воды из газа, с последующим извлечением их из пор посредством применения внешних воздействий. Процесс адсорбционной осушки газа позволяет достигать депрессия точки росы в 100°C.

(минимальная точка росы, достигаемая адсорбцией около -90°C.).

При выборе применяемых адсорбентов на установках адсорбционной осушки газа необходимо принимать во внимание состав газа, наличия в нем тех или иных компонентов влияющих на адсорбенты и других факторов влияющих на процесс и конечный результат.

Виды адсорбентов: оксиды алюминия, синтетические цеолиты, силикагели.

На стандартной установке адсорбционной осушки технологический процесс осушки газа представляет собой последовательное выполнение следующих этапов в рамках одного рабочего цикла осушки:

• адсорбция
• нагрев адсорбента
• десорбция
• охлаждение адсорбента

Пример установки для осушки газа методом адсорбции

Характеристики газа на входе:

Покомпонентный состав газа в % об.:

Характеристики газа на выходе:

Характеристики установки

Комплектация:

• Двухколонный поглотитель водяного пара природного газа с автоматической системой противоточной регенерации фильтра природного газа с замкнутым восстанавливающим контуром нагрева.
• Камеры осушителя, расчетная температура резервуара -28 до 260 °C, с допуском на коррозию 0,8 мм.
• Клапан для сброса давления, один (1) на каждую камеру, установленный на расчетное давление.
• Каждая камера осушителя изолирована стекловолокном толщиной 50 мм и имеет кожух из штампованного алюминия для работы на открытом воздухе.
• Высокопроизводительный прочный молекулярный ситовый осушитель для сведения к минимуму сопутствующей адсорбции меркаптанов.
• Смонтированные и оснащенные предварительной трубной обвязкой коалесцирующий фильтр грубой очистки и фильтр тонкой очистки для удаления частиц с ручными дренажными клапанами.
• Восстанавливающие циклы нагрева и охлаждения раздельных потоков с нагнетателем природного газа, установленным в резервуаре высокого давления.
• Изолированный корпус электронагревателя, с использованием низковаттных нагревательных элементов в кожухе и с сигнализацией и аварийным выключением при высокой температуре кожуха нагревателя и высокой температуре на выходе нагревателя.
• Восстанавливающий выходной охладитель с ребристой трубой воздух-газ, оборудованный электродвигателем и безыскровым вентилятором. Сигнализация и аварийное выключение при высокой температуре на выходе из охладителя. Индикация температуры на входе и выходе из охладителя на цифровом дисплее.
• Высокоэффективный восстанавливающий коалесцирующий сепаратор, оборудованный баком для сбора жидкости.
• Один манометр с наполнением жидкостью, установлен на каждой сушильной камере.
• Сварной скид из конструкционной стали с четырьмя (4) подъемными проушинами.
• Установленные на месте фильтры грубой и тонкой очистки, датчики дифференциального давления.
• Жаропрочное покрытие силиконовой акриловой эмалью. Грунт и краска нанесены на все наружные неизолированные поверхности из углеродистой стали
• Гигрометр, датчик точки росы, расположенные на выходе из осушителя
• Текстовый дисплей, отображающий состояние осушителя, регенерации и точки росы

Примерные габариты установки

Скид 3300х3000 ммВысота 2700 мм

Вес 6000 кг

Область применения установок для осушки природного газа:

Химическая и нефтехимическая промышленность
Нефтегазовая промышленность

Персонал компании Интех ГмбХ (Intech GmbH) всегда готов предоставить дополнительную техническую информацию по установкам для осушки природного газа.

Определение зон гидратообразования

Гидраты в газопроводе образуются в тех случаях, когда точка росы транспортируемого газа равна или выше рабочей температуры газа. Зная состав, влажность транспортируемого газа, изменение температуры и давления в газопроводе, можно заранее определить возможные зоны образования гидратов и наметить мероприятия по их предотвращению.

 Для этого необходимо знать состав и начальную влажность газа, а также изменение его давления температуры в газопроводе.

Зона образования гидратов в магистральном газопроводе

Давление в газопроводе меняется по кривой АВ. Температура по кривой СД. На основании равновестных кривых гидратообразования рис.3-18 и линии падения давления АВ строим кривую равновесной  температуры МN гидратообразования данного газопровода.

Точки m и n  пересечения кривых, показывающих изменение в газопроводе температуры и равновесной температуры гидратообразования газа. Участок возможного образования гидратов — участок mf. Однако гидраты могут образовываться не на всем протяжении участка mn.

Это обьясняется тем, что в результате образования гидратов в точке m, упругость паров воды уменьшается рис.3-19, что соответствует снижению точки росы газа от m до m1  рис.3-20.

После этого точка росы газа снижается до r1 и оказывается ниже минимальной температуры газа в газопроводе,что исключает образование третьей гидратной пробки. В газопроводе в зависимости от характера изменения температуры давления газа и его начального влагосодержания (точки росы) могут образоваться несколько локальных  гидратных пробок.

Средняя объемная скорость накопления гидратов V может быть определена по формуле: Vср = G (Wн-Wк) V  где G-расход газа. Wн и Wк-влагосодержание газа в равновесной точке гидратообразования и после образования гидратов (определяются на основании графика, приведенного на рисунке.

 Упругость паров воды в рав­новесии с водой (1) и     гидратами (2)

V- удельный объем гидратов.

Для обнаружения в газопроводе зон гидратообразования и своевременного предотвращения этого явления  необходимо систематически следить за точкой росы газа, поступающего в газопровод, и вести ежедневный анализ давлений по трассе.

Персонал диспетчерской службы должен вести систематическое наблюдение за перепадом давления по  манометрам и строить графики падения давления по закону прямой, согласно которому на участке газопровода длиной Lкм.

Значение квадратов величин абсолютного давления, нанесенные на график с координатами P2  и L должны лежать на одной прямой, если P во всех точках замеряют одновременно.

Зоны возможного гидратообразования определяют путем анализа графика с наложением графиков P и t в газопроводе и температуры образования гидратов

Предупреждение гидратообразования

Предупредить гидратообразование проще и  дешевле, чем ликвидировать уже образовавшиеся гидраты, особенно в газопроводах большего диаметра если гидратная пробка полностью перекрыла сечение газопровода.

Методы по предупреждению и ликвидации образовавшихся гидратов можно разделить на четыре группы:

1). Осушка природного газа.

2).Понижение давления ниже давления разложения.

3)Подогрев газа до температуры, превышающей температуру разложения.

4)Ввод ингибиторов в поток газа.

Осушка природного газа.

Основной метод предупреждения образования гидратов в магистральных газопроводах-осушка газа.

При больших объемах транспортируемого газа осушка газа является наиболее эффективным и экономичным  способом предупреждения образования кристаллогидратов в магистральном газопроводе.

Существующие способы осушки при подготовке газа к дальнему транспорту подразделяются на две основные группы: Абсорбционный способ осушки поглощение влаги жидким поглотителем диэтиленгликолем. Адсорбционный способ осушки поглощение влаги твердым поглотителем селикогелем.

Осушка газа жидким сорбентом. (абсорбция).

Жидкий  сорбент, применяемый  для осушки природного газа, должен удовлетворять требованиям:

1).Высокая взаиморастворимость с водой.

2).Низкая стоимость.

3) Низкая коррозийность.

4) Стабильность к компонентам газа.

5) Стабильность при регенерации.

6) Простота регенерации.

7) Малая вязкость.

8) Низкую упругость паров при  температуре контакта.

9) Слабое поглощение углеводородных компонентов газа.

10) Низкую способность к образованию пены или эмульсий.

Из известных абсорбентов в наибольшей степени обладает этими свойствами диэтиленгликоль.

Схема установки осушки газа. жидкими сорбентами.

Поступающий с промысла газ проходит сепаратор 1 где осаждается капельная влага, и поступает в нижнюю часть абсорбера 2. Сначала газ идет в нижнюю скрубберную секцию 3, в которой дополнительно очищается от взвешенных капель влаги благодаря большей поверхности контакта с насадками.

Навстречу потоку газа протекает 95-97%-ный раствор диэтиленгликоля, вводимый в абсорбер насосом-10.

Осушенный вследствие контакта с раствором газ проходит через верхнюю скрубберную секцию 5, где освобождается от  захваченных капель раствора, и направляется в газопровод.

Насыщенный раствор, содержащий 6-8% влаги, с нижней глухой сборной тарелки абсорбера поступает в теплообменник 7, в котором нагревается встречным потоком регенерированного раствора, а далее проходит через выветриватель 8, где из него выделяется растворенный газ, который идет на собственные нужды.

Из выветривателя насыщенный диэтиленгликоль насосом -9 закачивается в выпарную колонну (десорбер)-12, где осуществляется регенерация раствора.

Выпарная колонна состоит из двух частей: 1. колонны тарельчатого типа, в которой из насыщенного раствора диэтиленгликоля, стекающего вниз, выпаривается влага встречным потоком водяного пара и паров диэтиленгликоля. 2. кипятильника-испарителя-11, в котором происходит нагревание раствора гликоля и испарение воды.

В кипятильнике поддерживается температура раствора гликоля в пределах

 150-160 0С, а в верхней части выпарной колонны 105-107 0С.

Это достигается за счет орошения верхней части колонны водой температурой

30 0С, что позволяет сконцентрировать пары диэтиленгликоля и уменьшить его потери. Водяной пар из десорбера поступают в конденсатор 16, где основная часть пара конденсируется и собирается в сепараторе 15. Отсюда газ отсасывается из конденсата вакуумным насосом 14 и направляется на сжигание.

Часть полученной воды, содержащей диэтиленгликоль подается в верхнюю часть колонны насосом 13 для орошения и поддержания t 105-1070С.

На этом круговой цикл движения раствора заканчивается.

Если необходимо получить высокую концентрацию насыщенного раствора диэтиленгликоля (98-99%) для достижения более низких точек росы газа (от-15до-200С), то регенерацию гликолей производят под вакуумом, который создается вакуумным насосом 14.

Количество подаваемого раствора на 1000м3-48,3 литра.

Расход насыщенного водяного пара 2,1т/ч. Потери диэтиленгликоля на 1000м3 газа 25-30гр.