Обработка газа перед подачей в магистральный газопровод

Как упоминалось выше, на головных сооружениях магистраль­ного газопровода производится тщательная очистка, осушка и одоризация газа. При необходимости здесь же, на головной КС, газ сжимается до 55—75 кгс/см².

Очистка газа от механических примесей — капель влаги, кон­денсата, частиц породы, окалины осуществляется в сепарато­рах объемного или циклонного типов (рис. 3).

В сепараторе объемного типа изменяется направление и умень­шается скорость движения газа. В результате более тяжелые «взвешенные» частицы примесей осаждаются и периодически продуваются из сепаратора за счет давления газа.

В сепараторах циклонного типа газ через входной патрубок тангенциально поступает в циклон, где приобретает вращатель­ное движение и направляется вниз по винтовой линии к вершине конуса в виде нисходящего вихря. За счет скорости вращения потока газа в центре циклона создается пониженное статическое давление. Взвешенные частицы примесей, как более тяжелые, отжимаются на периферию, к стенкам циклона, и под действием силы тяжести движутся вниз, в бункер. За счет разрежения в цен­тральной части циклона вращающиеся слои очищенного газа ме­няют направление и движутся в виде восходящего потока к вы­ходному патрубку циклона. Частицы пыли и жидкости, ско­пившиеся в бункере, периодически удаляются. При небольших размерах циклонные сепараторы весьма производительны и обес­печивают лучшую очистку газа, чем объемные.

Рис. 3. Схемы сепараторов объемного (а) и циклонного (б) типов.

1 — удаление пыли; г — выход газа; 3 — вход газа; 4 — циклон; 5 — бункер.

Осушка газа перед подачей в магистральный газопровод осуществляются прежде всего потому, что при определенных температурах и повышенных давлениях в газопроводе пары воды могут образо­вать с углеводородами кристаллогидратные соединения, внешне напоминающие снег, а в уплотненном виде — лед, способные закупорить газопровод. Осушка газа также предотвращает вну­треннюю коррозию газопровода и установленной на нем арма­туры.

Осуществляется осушка следующими способами: адсорбцион­ным при помощи твердых поглотителей, абсорбционным с исполь­зованием жидких поглотителей и физическими методами за счет вымораживания влаги из газа или применением низкотемпера­турной сепарации газа.

В качестве твердых поглотителей используют активированную окись алюминия, боксит, силикагель и др. Газ, проходя в адсорберной емкости через слой такого поглотителя, оставляет в его порах влагу и осушается. Последующей просушкой сорбента горячим газом с температурой 180—200°С влага из него уда­ляется.

Из жидких поглотителей влаги используются диэтиленгликоль (С₄Н₁₀О₃) и триэтиленгликоль (С₆Н₁₄О₂). При контактировании встречных потоков газа и гликоля в абсорберной колонне по­следний поглощает водяные пары, осушая газ. При нагреве сор­бента влага из него удаляется. Применением этиленгликолей до­стигается понижение точки росы на 25—45° С.

Эффективным физическим способом осушки газа является низ­котемпературная сепарация, осуществляемая непосредственно у скважин. В этом случае газ с давлением более 100 кгс/см² про­ходит дросселирующее устройство, где температура его пони­жается до отрицательных значений, и поступает в сепаратор. За счет снижения температуры из газа выделяется конденсат паров воды и тяжелых углеводородов, а осушенный газ направляется к потребителю.

Очистка газа от сероводорода и углекислого газа может осу­ществляться применением сухих и твердых поглотителей. Распро­странена очистка щелочными растворами этаноламинов, которые при взаимодействии с сероводородом и углекислым газом образуют нестойкие соединения. Реакции моноэтаноламина с сероводоро­дом и водного раствора моноэтаноламина с углекислым газом про­текают по следующим уравнениям:

2 (C₂H,O)NH₂ + H₂S;ZT [(C₂H₅O)NH₃]₂S; 2(C₂H₆O)NH₂+ H₂O + GO₂ZT [(C₂H₅O)NH₃]₂CO₃.

Обе реакции обратимы, так как при температурах 20—40° С они идут слева направо с поглощением H₂S и СО₂, а при повыше­нии температуры до 105° С и более — справа налево, т. е. про­исходит регенерация этаноламина.

Рис. 4. Технологическая схема очистки газа от сероводорода и угле­кислого газа раствором этаноламина.

1 — абсорбер; 2 — холодильник; 3, 4, 10 — насосы; 5— теплообменник; б — отгонная

колонна; 7 — кипятильник; 8 — конденсатор; 9 — сепаратор. Г Н — гае неочищенный; ГО — газ очищенный; ЭСУ — соединение этаноламина с сероводородом и углекислым газом; 9 — этаноламин; К — конденсат; СУ — сероводород и углекислый газ.

По схеме очистки газа этаноламинами (рис.4) неочищенный газ проходит через абсорбер 1 снизу вверх, контактирует с встреч­ным потоком этаноламина, освобождается от сероводорода и углекислого газа и через верх абсорбера уходит в газопровод очищенного газа. Продукты химического соединения этаноламина с примесями (ЭСУ) насосом 4 перемещаются через тепло­обменник 5 в отгонную колонну (десорбер) 6, где они за счет подключенного к колонне кипятильника 7 онинагреваются до темпе­ратуры более 105° С. При повышении температуры в растворе (ЭСУ) протекает обратная реакция с регенерацией этаноламина (Э) и выделением примесей (СУ). Смесь паров СУ с некоторым количе­ством паров Э охлаждается в конденсаторе 8 и в сепараторе 9 разделяется на удаляемые газы СУ и конденсат этаноламина К, возвращаемый насосом 10 в десорбер. Регенерированный раствор Э проходит две ступени охлаждения — в теплообменнике 5 и хо­лодильнике 2 — и насосом 3 подается в абсорбер для повторения цикла.

Очистка позволяет понизить содержание сероводорода в газе до регламентируемой нормами концентрации (не более 2 г на 100 м³).

Одоризация газа необходима, так как очищенный от сероводо­рода газ не имеет запаха, необходимого для обнаружения уте­чек. Поэтому в газ, как упоминалось выше, вводят одорант. Обычно применяемый для этой цели этилмеркаптан (C₂H₅SH) пред­ставляет собой прозрачную, легко испаряющуюся жидкость с рез­ким характерным запахом. Помимо этилмеркаптана в качестве одоранта могут быть применены такие вещества, как каптан, тетрагидротиофен, пенталарм и др. Одоризация может осуществляться на головных со­оружениях магистрального газопровода, но чаще газ одорируют на ГРС, применяя для этой цели одоризационные установки ка­пельного, барботажного и инжекторного типов. Универсальный автоматический одоризатор УОГ-I разработан ВНИПИгаздобычей (Саратов) и изготовляется Щекинским заводомРТО.

Принцип работы одоризатора заключается в следующем: ответвленный от основного газопровода поток газа, создаваемый в результате перепада давления на диафрагме, проходит через инжекторный дозатор. Одорант поступает в зону разрежения дозатора, и, увлекаемый ответвленным потоком газа, вводится в основной газопровод в количестве, пропорциональном перепаду давления на диафрагме, т. е. расходу газа.

Таким образом, принцип инжектирования обеспечивает ввод одоранта в количестве, строго пропорциональном расходу газа. Удельный расход одоранта устанавливается с помощью регулируемой емко­сти, реле времени и клапана, связанных с дозатором.

Ответ на 4 вопрос