Установки осушки углеводородных газов

В недрах земных пластов углеводородные газы (природный, попутный и др.) насыщены водяными парами до равновесного состояния. Количество паров воды зависит от условий в пласте (температуры и давления) а также от состава газа. С момента выхода газа из скважины в виду изменения этих параметров влагосодержание газа меняется.

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 или переработке на ГПЗ служит процесс осушки газа.

В предлагаемых установках осушки газа могут быть применены следующие технологии:

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

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, в каждом конкретном случае согласовывается с заказчиком на начальном этапе работы над проектом.

Абсорбционная осушка газа – в основе способа лежит применение специальных реагентов поглощающих влагу из газа при непосредственном контакте внутри аппарата.

В качестве влагопоглощающих агентов обычно 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

Осушеный газ отводится сверху абсорбера и направляется в магистральный газопровод, а гликоль, насыщеный влагой, отводится снизу абсорбера и направляется в выветриватель – для отдува поглощенных углеводородов. После выветривателя насыщеный влагой гликоль нагревается в подогревателе и поступает на регенерацию в десорбер, в котором из-за меньшего давления (около 3 атм) и подвода тепла происходит испарение и отвод поглощенной гликолем в абсорбере влаги из газа.

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

Глубина осушки газа очень сильно зависит от концентрации гликоля, с которым газ контактирует в абсорбере. Максимально возможная концентрация гликоля, которой можно достичь, равна 97%. Большую концентрацию гликоля получить невозможно, этому препятствует термическая десорбция воды, вследствие которой происходит разложение диэтиленгликоля при 164°C и триэтиленгликоля при 206°C.

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 ситуациях, когда заказчику требуется получить более высокое значение депрессии точки росы, специалисты компании для стадии регенерации насыщенного влагой гликоля применяют в своих установках процесс вакуумной десорбции. Процесс протекает при температуре около 200°C. и давлении около 0,7 атм.

При таком аппаратурном оформлении установки осушки газа, удается достичь концентрации регенерированного гликоля порядка 99,5 %, что в свою очередь делает возможным получении значения депрессии точки росы в 50-70°C.

В тех редких случаях, когда стандартных настроек процесса осушки недостаточно для получения необходимого качества осушки газа требующегося заказчику, 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 %, регенерация отработанного гликоля также аппаратурно оформлена в двух стадийном исполнении. В десорбере этапа первичной осушки, процесс регенерации гликоля происходит под давлением 1-2 атм, а в десорбере вторичной осушки под вакуумом, либо с участием отпарного агента.

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

Выбор специалистами компании конкретной технологии осушки и аппаратурное оформление установки, всегда подбирается таким образом, чтобы максимально отвечать требованиям, предъявляемым заказчиком, с учетом его экономических возможностей и промышленных факторов на объекте установки. Все эти и многие другие моменты и нюансы изначально согласовываются с заказчиком.

Адсорбционная осушка газа – 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.)

Депрессия точки росы – это понижение значения точки росы газа после осушки.

Выбор применяемых адсорбентов на установках адсорбционной осушки газа специалисты компании делают, принимая во внимание состав газа, наличия в нем тех или иных компонентов влияющих на адсорбенты и других факторов влияющих на процесс и конечный результат.

В зависимости от ситуации, специалисты компании делают свой выбор из следующих 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 (очистка адсорбента)
• охлаждение адсорбента
• далее, если есть необходимость, цикл повторяется.