Методы очистки газа и характеристика поглотителей

 

Природный газ очищают даже при малых количествах сероводорода, поскольку его допустимое содержание в газе, закачиваемом в магистральный газопровод не должно превышать 20 млг/м³. В большинстве случаев очистку газов предпринимают не только для доведения содержания в нём вредных примесей до установленных норм, но и для извлечения с целью промышленной утилизации.

Газы очищают двумя методами: абсорбционным и адсорбционным.

Абсорбционные методы по характеру используемого абсорбента делят на методы химической сорбции (хемосорбции), физической абсорбции, комбинированные и окислительные.

1) Хемосорбционные процессы основаны на химическом взаимодействии H₂S и CO₂ с активными компонентами абсорбента, в качестве которого в этих процессах применяют щёлочи и амины.

2) Физическая абсорбция представляет собой физическое растворение извлекаемой компонентов в абсорбенте, в качестве которого используют N – метилпирамедон, гликоли, метанол и т.д.

3) Комбинированные процессы используют обычно смешанные поглотители. Одним из самых распространённых является сульфинол.

4) Окислительные процессы основаны на необратимом превращении поглощаемого сорбента сероводорода в элементарную серу.

Адсорбционные процессы.

Основаны на селективном (избирательном) физическом поглощении H₂S и CO₂ в порах твёрдых поглотителей, которыми являются активные угли и синтетические цеолиты.

Выбор того или иного метода очистки газа зависит от многих факторов (от концентрации H₂S и CO₂) и сераорганических соединений в исходном газе. Важное значение в любом методе очистки имеет правильный выбор поглотителей, которые должны удовлетворять следующим общим требованиям:

1) Поглотитель должен иметь низкое давление насыщенного пара при температуре сорбции, чтобы потери его с очищающим газом были минимальными;

2) Одновременно поглотитель должен обладать высокой способностью поглощать кислые соединения из газа в широком интервале их парционных давлений;

3) Должен иметь высокую вязкость;

4) Низкую коррозионную активность;

5) Высокую стойкость к окислению.

 

ГЛУБОКАЯ ОСУШКА ПРИРОДНОГО ГАЗА

Наличие паров воды в углеводородных газах связано с контактом газа и воды в пластовых условиях, а так же с условиями их последующей обработки.

Обычно тяжелые углеводородные газы при тех же условиях содержат паров воды меньше, чем легкие.

Наличие в газе H₂S и CO₂ увеличивает содержание паров воды, а наличие азота уменьшает. Влагосодержание газа – это количество паров воды г/м³ в соответствии их насыщения при данной температуре и давлении.

Абсолютной влажностью газа называют фактическое содержание паров воды в г/м³ газа, а отношение абсолютной влажности к влагосодержанию называется относительной влажностью.

Осушка газа – это удаление из него влаги, то есть снижение абсолютной и относительной влажности.

Качество осушки (глубину осушки) оценивают «точки россы», то есть температурой при данном давлении, при котором пары воды приходят в состояние насыщения.

Чем глубже осушка, тем ниже его точка россы, которая обычно составляет в зависимости от последующего назначения газа от – 20⁰ до – 17⁰С.

Присутствие в газе влаги нежелательно (а иногда опасно) для процесса его транспортировки.

Поскольку влага может выпадать в чистом виде или в виде гидратов с углеводородами, приводя к осложнениям в работе систем транспортного устройства.

Нежелательна влага в газе, если его последующая переработка ведется при низких температурах. При этом точка его россы должна быть ниже температуры технологической переработки газа.

 Достигаемая точка россы газа зависит от способа его осушки:

- прямым охлаждением

- абсорбцией

- адсорбцией

- комбинированными способами

 

Осушка охлаждением.

Если при постоянном давлении охлаждать газ, то избыточная влага будет конденсироваться, и точка его россы соответственно снижается. На этом основана осушка газа охлаждением, при чем нижний предел охлаждения газа ограничивается условиями образования гидрата. Этот метод применяется в комбинации с другими методами.

 

Абсорбционная осушка.

Основана на селективном поглощении (растворении паров и воды жидкими адсорбатами, в качестве которых используют ди- и триэтилгликолий.

 

Адсорбционная осушка.

Сущность ее состоит в избирательном поглощении поверхностью пор твердого адсорбента молекул соды с последующим извлечением их из пор внешними воздействиями (повышение температуры адсорбента или снижением давления среды) В качестве адсорбента используют бокситы (оксид алюминия Al₂O₃, селикогелий, синтетические цеолиты). Их адсорбционная емкость существенно зависит от размера пор и соответствующей удельной поверхностью последней.

 

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ ГАЗОВ

В составе природных газов присутствуют углеводороды от метана до пентана. Метан и этан – целевые составляющие газа, используемые в быту и промышленности как газовое топливо. Пропаны, бутаны и пентаны в газовом топливе нежелательны, но являются ценными соединениями и могут быть использованы для других нужд. Поэтому до подачи природного газа в транспортные газопроводы из него должны быть удалены углеводороды от этана (частично) до пентана (включительно). Извлекаемая сумма тяжелых углеводородов называется обычно газовым бензином и направляется на установку для разделения на отдельные углеводороды и отдельный бензин. К основным технологическим методам извлечения тяжелых углеводородов из газа относятся:

- низкотемпературная сепарация

- масляная абсорбция при высоком давлении и низкой температуре.