Назначение
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.
Осушка углеводородного (природного) газа осуществляется после предварительной очистки от капельной влаги и механических примесей в газосепораторах, а также удалении агрессивных примесей, при их наличии.
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.
Абсорбционная (гликолевая) осушка газа
Промысловая подготовка газов к транспортировке осуществляется двумя основными способами:
- абсорбционная осушка с применением жидких поглотителей влаги (абсорбентов) — обычно концентрированных водных растворов гликолей;
- адсорбционная осушка газа с использованием твердых адсорбентов влаги — силикагеля, цеолитов и др.
Ниже показана технологическая схема абсорбционной (гликолевой) осушки газа.
Сырой газ со сборного пункта поступает во входной (первичный) сепаратор 1, где от него отделяется капельная влага и далее поступает в абсорбер 2, где он осушается, контактируя с раствором концентрированного гликоля.
Осушенный газ, пройдя фильтр для улавливания мелкодисперсного гликоля 10, поступает в магистральный газопровод или подается потребителю.
В схему входит колонна регенерации насыщенного гликоля 23, а также теплообменники 5, 6, 7, насосы 11, 12 и емкостное оборудование 8, 9.
Наибольшее распространение в России получила абсорбционная технология с применением диэтиленгликоля (ДЭГ) в качестве основного абсорбента, тогда как в зарубежной практике чаще используется триэтиленгликоль.
Установка абсорбционной осушки обычно включает следующее оборудование:
- абсорбер;
- теплообменники;
- холодильники;
- выветриватели;
- десорбер;
- промежуточные емкости;
- насосы и фильтры раствора.
Технологический процесс адсорбционной осушки газа заключается в избирательном поглощении порами поверхности твердого адсорбента молекул воды из газа, с последующим извлечением их из пор посредством применения внешних воздействий. В качестве адсорбентов применяют: оксиды алюминия, синтетические цеолиты, силикагели.
Адсорбционная очистка газа
Установка адсорбционной осушки традиционно включает следующее оборудование:
- сепаратор сырого газа;
- адсорберы;
- воздушные холодильники;
- подогреватели газа;
- компрессоры для дожатия газа регенерации.
Ниже представлен процесс адсорбционной очистки газа.
Сырой газ со сборного пункта поступает во входной (первичный) сепаратор 4, где от него отделяется жидкая фаза, далее влажный газ поступает в адсорбер 1, где он проходит снизу вверх через слой адсорбента — твердого вещества, поглощающего пары воды. Далее осушенный газ, пройдя фильтр 7 для улавливания уносимых частичек адсорбента, поступает в магистральный газопровод или подается потребителю.
Процесс осушки газа осуществляется в течение определенного (12 — 16 ч) времени. После этого влажный газ пускают через адсорбер 2, а адсорбер 1 отключают и выводят на регенерацию. Для этого из газовой сети отбирается сухой газ и направляется в подогреватель 3, где он нагревается до температуры 180 — 200 °C.
Далее газ подается в адсорбер 1, где отбирает влагу от адсорбента, после чего поступает в холодильник 8.
Сконденсировавшаяся вода собирается в емкости 5, а газ используется для осушки повторно и т.д. Процесс регенерации адсорбента продолжается 6 — 7 ч. После этого в течение около 8 ч адсорбер остывает.
Преимущества адсорбционной осушки газа:
- достигается низкая температура точки росы осушенного газа в широком диапазоне технологических параметров;
- компактность и низкие капитальные затраты для установок небольшой производительности;
- изменение давления и температуры не оказывает существенного влияния на качество осушки.
Недостатки:
- высокие капитальные вложения при строительстве установок большой производительности;
- возможность загрязнения адсорбента и связанная с этим необходимость его замены;
- большие потери давления в слое адсорбента;
- большой расход тепла.
