Осушка газа

Осушка газа производится для предотвращения образования жидкостных, ледяных и кристаллогидратных пробок в трубопроводах, улучшения условий работы компрессорного оборудования и понижения коррозионной активности газа.

Различают абсолютную и относительную влажность газа. Под абсолютной влажностью понимают массовое содержание воды в определённом объёме газа (обычно кг/1000 м³ при н.у.). Под относительной влажностью газа понимается отношение фактического содержания влаги в газе к максимально возможному при данных термодинамических условиях.

С понижением давления и повышением температуры максимальное содержание водяных паров в газе возрастает. Температура, при которой газ становится полностью насыщенным водяными парами, при данном содержании влаги в газе, называется температурой точки росы газа по воде при данном давлении. При этом, под газом, насыщенном водяными парами, понимают газ с относительной влажностью равной единице.

Известно несколько способов осушки газа:

1. Вымораживанием;

2. С помощью абсорбции;

3. С помощью адсорбции.

Метод осушки газа вымораживанием основан на изменении влажности газа в зависимости от его температуры. Если газ охладить, то часть влаги, находящейся в нём в паровой фазе, сконденсируется. Выпавший конденсат можно удалить. Необходимая степень осушки газа вымораживанием достигается в том случае, если газ удаётся охладить ниже минимальной температуры, наблюдаемой при его дальнейшем транспортировании, подготовке и утилизации.

Различают вымораживание с помощью естественного и искусственного холода.

Вымораживание с помощью естественного холода возможно только в зимний период, да и то, как правило, лишь в северных районах. Процесс естественного охлаждения сводится к пропусканию газа через батарею труб с необходимой поверхностью теплообмена. При движении газа по трубам он охлаждается, влага конденсируется и кристаллизуется на внутренних стенках труб.

Вымораживание с помощью искусственного холода применяется гораздо чаще и основывается на применении холодильных машин, дросселировании и использовании винтовых детандеров.

Сущность эффекта дросселирования основана на эффекте Джоуля – Томпсона, согласно которого, любое снижение давления газа на 1 атмосферу в специальном устройстве (дросселе – представляющим собой специфическую диафрагму) вызывает понижение температуры газа от 0,15 до 0.25 ⁰С. Охладить подобным образом газ до температур, предусмотренных нормативными документами, возможно только в том случае, если он имеет высокое давление, намного превышающее давление первой ступени сепарации.

Сущность метода вымораживания с использованием детандеров сводится к расширению газа с отдачей внешней работы. В этом случае, детандер – это аппарат (чаще всего винтовой или турбинный компрессор), способный обеспечить подобное расширение. Для выполнения внешней работы вал детандера жестко связывают с любым необходимым устройством. Преимущество подобного метода охлаждения неоспоримо. Т.к. позволяет охлаждать газ на 12 – 20 ⁰С на каждую 1 атм. сбрасываемого давления, что делает возможным обработку практически любого попутного или природного газа.