Осушка природного газа на Амурском газоперерабатывающем заводе является важным технологическим процессом, влияющим на дальнейшее газоразделение. Качество осушки определяется таким показателем как точка росы.
Четкое ведение технологического режима и качественные адсорбенты позволяют достичь глубокой степени осушки и максимально низкой температуры точки росы.
Состав газа с Ковыктинского и Чаядинского месторождений, поступающие на очистку приведен в таблице 1.
Таблица 1
Состав сырого газа
|
Наименование |
Наименование показателя/ Компонентный состав |
Значение |
|
Сырье Влажный газ с Ковыктинского и Чаядинского месторождений |
Метан, СН 4 , % мол. |
85,14 |
|
Водород, Н 2 , % мол. |
0,07 |
|
|
Гелий, Не, % мол. |
0,4 |
|
|
Кислород, O 2 , % мол. |
0,02 |
|
|
Азот, N 2 , % мол. |
7,3 |
|
|
Углекислый газ, СО 2 , % мол. |
2,5 |
|
|
Этан, С 3 Н 6 , % мол. |
4,6 |
|
|
Пропан, С 3 Н 8 , % мол. |
1,56 |
|
|
Бутан С 4 Н 10 и выше, % мол. |
0,10–0,13 |
|
|
Содержание воды, ppm мол |
26 |
|
|
Содержание метанола, ppm мол |
226 |
К природному газу, предназначенному для дальнейшей низкотемпературной ректификации, предъявляются жесткие требования: очистка от диоксида углерода, метанола, ртути и глубокая осушка.
Допустимые значения основных микропримесей, содержащихся в подготовленном газе:
|
влага (Н 2 О), ppmv |
не более 0,1 |
|
диоксид углерода (СO 2 ), ppmv |
не более 40 |
|
метанол (CH 3 OH), ppmv |
не более 0,5 |
|
ртуть (Нд), нг/нм 3 |
не более 10. |
Важным показателем осушки газа является точка росы осушенного газа Качество осушки определяется таким показателем как точка росы.
Для расчета точки росы использовали программное обеспечение Aspen Hyses, добавив в пакет свойств точку росы.
Для природного газа, поступающего на установку осушки, был проведен анализ изменения точки росы от содержания влаги, температуры и давления.
На рисунке 1 приведены результаты расчетов точки росы при уменьшении количества паров воды в природном газе. Расчет точки росы проводится по исходному сырьевому составу, при давлении 7,5 МПа и температуре 20˚С.
Рис. 1. Изменение точки росы в зависимости от содержания влаги в природном газе
Из диаграммы рисунка 1 при содержание влаги до 5 ррm моль точка росы не изменяется, остается в значении -15,3 ˚С. При 5 ppm расчетная точка росы понизилась до -41˚С. При дальнейшем уменьшении количества влаги расчетное значение точки росы не изменялся. При абсолютно сухом газе расчетная точка росы составила -69 ˚С.
Следующим параметром которое может влиять на качество осушки является температура. Для анализа влияния температуры на точку росы расчет проводили при давлении 7,5 МПа для сырьевого потока и осушенного газа.
В таблицу 2 свели полученные данные.
Таблица 2
Значение точки росы при различных температурах
|
Температура, ˚С |
5 |
10 |
15 |
20 |
30 |
50 |
|
Исходное сырье |
-15 |
-15 |
-15 |
-15 |
-15 |
-15 |
|
Осушенный газ |
-69 |
-69 |
-69 |
-69 |
-69 |
-69 |
При изменении температуры в пределах от 10 ˚С до 50˚С при постоянном давлении температура точки росы не изменялась, следовательно температура не влияет на значения точки росы.
Для расчета точки росы при изменения давления вводим в программу Aspen Hyses состав осушенного газа и расчет ведем при рабочей температуре 20˚С
При изменении давления наблюдалось плавное понижение точки росы до давления 7,7 МПа, а после значение точки росы начинается повышаться.
График изменения температуры точки росы от давления при 20 ˚С представлен на рисунке 2.
Рис. 2. Изменение температуры точки росы от давления
По проведенным расчетам наименьшее значение точки росы составило 7,7 МПа, т. е. оптимальное рабочее давление процесса 7,7 МПа
Из проведенных математических расчетов точки росы при изменении основных параметров процесса — температура и давление. По результатам расчета понижение точки росы до -70 ˚С достигается при абсолютной осушке газа. Изменение температуры сырьевого потока не влияет на расчет точки росы. При изменении давления не наблюдалась четкой зависимости. Наименьший показатель по точке росы для газа Ковыктинского и Чаядинского месторождении составило 7,7 МПа, при дальнейшем увеличении давления — точка росы увеличивается.
Литература:
- Мельников В. Б. Промысловый сбор и переработка газа и газового конденсата: Учебник. М.: Российский государственный университет нефти и газа имени И. М. Губкина. 2017–464 с.
- Афанасьев А. И., Бскнров Т. М. Барсук С. Д. Технология переработки природного газа и конденсата: Справочник. М.: Недра. 2002 ‒ 517 с.
- Гафарова Э. Б. Мельников В. Б., Федорова Е. Б. Роль и значение адсорбции в газовой промышленности.// Наука нотисе: пути развития. 2018. № 4. С. 67–76
- Мельников В. Б., Федорова Е. Б., Макарова Н. П. Гафарова Э. Б. Технологический расчет адсорбционной осушки газа для производства СПГ: Учебное пособие. М.: Издательский центр РГУ нефти и газа (ННУ) имени И. М. Губкина. 2017 ‒ 35 с.
