Описание технологических процессов разных методов осушки газа от влаги; рассмотрение регенерации адсорбентов и абсорбентов; выделение преимуществ и недостатков данных методов.
Ключевые слова: осушка газа, абсорбция, адсорбция, регенерация, реагенты, схема осушки газа.
Keywords: gas drying, absorption, adsorption, regeneration, reagents, gas drying scheme.
Осушка газа необходима для удаления из него не только механических примесей, но и, главным образом, воды. Наличие воды в газе при транспортировке может способствовать образованию гидратов. Поэтому осушка газа перед его транспортировкой является наиболее рациональной и экономически целесообразной. Главным критерием качества осушки газа является температура «точки росы», в России в зимний период принято значение «точки росы» — минус 20 ᵒС, в летний период — минус 14 ᵒС.
Выбор способа осушки газа является важнейшим при проектировании разработки месторождения. Выбор подразумевает определение расходов на технологическое оборудование, на реагенты-поглотители и общие затраты на осушку газа. На данный момент существует два основных метода осушки газа: абсорбция (осушка жидкими поглотителями) и адсорбция (осушка твердыми поглотителями).
Сущность адсорбционной осушки газа заключается в поглощении порами твердых поглотителей молекул воды. Процесс осушки проходит в аппаратах периодического действия с неподвижным слоем адсорбента.
В качестве адсорбентов применяются в основном:
− Силикагели;
− Алюмосиликагели;
− Активированный оксид алюминия;
− Бокситы;
− Цеолиты.
Наиболее распространенным адсорбентом является силикагель.
Для того, чтобы уменьшить сопротивление движения газа адсорбенты должны быть изготовлены в виде гранул. Температура регенерации адсорбентов обычно равна 160–180 ᵒС.
Процесс адсорбционной осушки газа является более простым по сравнению с абсорбцией. На первом этапе газ проходит через сепаратор, где идет отделение механических примесей и капельной влаги. Затем газ поступает в аппарат с адсорбентом (в технологической схеме таких аппаратов должно быть минимум два), где адсорбент поглощает влагу из газа. Далее уже осушенный газ идет далее по технологической линии или в газопровод. Другой аппарат в это время находится в регенерации. Часть осушенного газа, предварительно нагретого в теплообменнике, поступает в низ аппарата для регенерации осушителя. После этого газ вновь проходит через теплообменник, где уже охлаждается, поступает в сепаратор, а затем поступает в поток влажного газа.
Вторым методом осушки газа является абсорбционная осушка. Данный метод подразумевает использование жидких поглотителей влаги. В качестве абсорбентов чаще всего используют диэтиленгликоль (ДЭГ) и триэтиленгликоль (ТЭГ), поэтому рассмотрим в качестве поглотителя именно гликоли.
Принцип осушки газа абсорбентом заключается в последовательном проходе газа через сепаратор и абсорбер. В сепараторе от газа отделяются механические примеси и капельная жидкость. Далее газ поступает в нижнюю часть абсорбера и движется вверх, где контактирует со встречным потоком гликоля, при этом происходит поглощение абсорбентом из газа влаги. Затем осушенный газ движется дальше по технологической схеме, а насыщенный поглотитель поступает на регенерацию. Процесс регенерации является довольно сложным, поэтому мы выделим лишь основные этапы и аппараты регенерации.
После абсорбера насыщенный гликоль поступает в выветриватель, где происходит разделение абсорбента и остатков газа. Затем гликоль проходит теплообменник, в котором он нагревается из-за теплообмена с регенерированным гликолем. Далее нагретый гликоль последовательно проходит колонну регенерации (десорбер) и испаритель. В десорбере происходит массо- и теплообмен с потоком пара, который движется к верху колонны. В испарителе гликоль нагревается до заданной температуры и из него выпариваются остатки влаги. Потом уже регенерированный абсорбент поступает в рабочую емкость, предварительно охлажденный в теплообменнике. Из рабочей емкости абсорбент поступает вновь в абсорбер.
Заключение
На данный момент широко применяется метод абсорбционной осушки газа, так как адсорбция сложнее поддается автоматизации, поэтому является более затратной. Также жидкие поглотители имеют хорошую растворимость в воде, низкую стоимость, хорошую антикоррозионность, простоту регенерации.
Литература:
- Мильштейн, Л. М. Нефтегазопромысловая сепарационная техника [Текст]: справочное пособие / Л. М. Мильштейн, С. И. Бойко, Е. П. Запорожец. — Москва: Недра, 1991. — 240 с
- ПАО «Газпром», ООО «Газпром добыча Надым». Технологический регламент УКПГ-8 Медвежинского месторождения, — г. Надым, 2019.
- Александров, И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты [Текст]: учебное пособие для студентов вузов / И.А Александров. — Москва: Химия, 1978. — 277 с.
- Гриценко, А. И. Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России [Текст] / А. И. Гриценко [и др.] — Москва: Недра, 1999. — 473 с.
- Сбор и подготовка продукции газовых и газоконденсатных месторождений [Электронный ресурс]/ Н. Л. Шешуков//DocPlayer.ru. — 2013. — Режим доступа: http://docplayer.ru/38031452-Sbor-i-podgotovka-produkcii-gazovyh-i-gazokondensatnyh-mestorozhdeniy.html
- Крец, В. Г. Основы нефтегазового дела [Текст]: учеб. пособие / В. Г. Крец, А. В. Шандрина; ТПУ. — Томск: ТПУ, 2010. — 182 с.
- Жданова, Н. В. Осушка углеводородных газов [Текст] / Н. В. Жданова, А. Л. Халиф — Москва: Химия, 1984. — 189 с.
