Отраслевой аналитический журнал
ENG
РУС
Подписаться Реклама Партнеры О журнале
Российско-немецкая компания Eurocylinder Systems RUS
ООО Гермес-газ - поставки технических газов и газовых баллонов
Главная / Технологии

Методы осушки газа

08 апреля 2014

В одном из предыдущих выпусков нашего журнала мы уже начали разговор о методах очистки газов. Ведь в человеческой деятельности существует немало процессов, при которых появление посторонних примесей способно как минимум радикально снизить качество получаемого в результате продукта. А в каких-то случаях – и вовсе остановить работу.

Примеси бывают разными. Речь может идти, например, о механических частицах, содержащихся в сжатом воздухе или добываемом природном газе. Попадая в различные механизмы (скажем, газоперекачивающие агрегаты на транспортной магистрали, компрессоры и т.п.), они радикально повышают их износ. Это ведет к резкому росту издержек, падению экономической эффективности производства.

Однако механические частицы – далеко не единственная примесь, которая способна повредить технологическим процессам. Не меньшую опасность представляет обычная вода. Особенно остро данная проблема стоит при добыче природного газа. Конкретная концентрация водяных паров в этом случае сильно зависит от природных и геологических условий на месторождении. Однако в том или ином объеме они присутствуют всегда.

Чем опасна вода? Самая очевидная причина – коррозия. Ведь и трубы, из которых состоят газовые магистрали, и многие агрегаты основаны на сплавах железа.

В газопроводах наличие воды может приводить к образованию гидратов (не случайно впервые газовые гидраты в естественных условиях были обнаружены именно в условиях вечной мерзлоты, т.е. там, где в России добывается львиная доля природного газа). Кроме того, в магистрали может появиться обычный лед. И то и другое способно повлечь образование в трубах пробок, препятствуя движению газового потока «голубого топлива». К тому же в условиях, когда образуются гидраты, нарушается нормальная работа регулирующих клапанов, ответственных за поддержание должного давления.

Таким образом, осушка газа, по существу, является одним из направлений его очистки – способом удаления вредной примеси, которой при многих технологических процессах является вода. А наиболее «выпукло» проблема осушки стоит при добыче и транспортировке природного газа.

Учитывая особенности России, где многие установки газа работают в условиях Крайнего Севера, вдали от инфраструктуры и с ограниченными возможностями для обслуживания, предназначенные для этого установки должны соответствовать нескольким простым принципам. Во-первых, от них требуется способность работать в широком диапазоне внешних температур, включая крайне низкие. Во-вторых, такие установки должны быть очень надежными. И в-третьих, доступными в эксплуатации и обслуживании.

«Главным мерилом» степени осушения газа является хорошо известная всем еще по школьным учебникам физики «точка росы». Чем она ниже, тем лучше. В целом же для уже прошедшего обработку газа точка росы должна быть не выше, чем минимальная температура окружающей среды, в которой газ будет проходить при транспортировке. Речь может идти о цифрах в -60 градусов по Цельсию и ниже. Если данное требование не исполняется, значит требуется дополнительная осушка.

В некоторых случаях на промыслах это условие обходят. Чтобы избежать проблем с влагой, газ просто разогревают, после чего направляют в трубу.

Подогреть газ можно в теплообменнике: например, с помощью пара. Главное, чтобы при этом температура транспортируемого «голубого топлива» оставалась хотя бы на несколько градусов выше точки, при которой начинается образование гидратов.

С этим, однако, и возникают проблемы. Если длина трубы достаточно велика, то даже после подогрева газ довольно быстро вновь приобретет температуру окружающей среды, следствием чего станут все описанные выше проблемы.

Поэтому подогрев газа чаще всего осуществляют на магистралях сравнительно небольшой длины. Например, на трубах, ответственных за доставку газа непосредственно от пунктов добычи до «сборного пункта». А уже там проводится осушение газа для последующей транспортировки на дальние расстояния.

Существует множество методов осушения газа. Однако их практическая значимость различна, и не все они применимы для производственных целей. Кроме того, при их выборе необходимо учитывать условия конкретной местности (от этого зависит, например, значение «точки росы»), а также экономическую сторону проекта.

Так, в лабораторных условиях для этих целей обычно применяются методики, основанные на химических принципах. В самом деле, веществ, способных обеспечить практически полную осушку газа, хватает.

Однако в индустриальных масштабах воспроизводить эти процессы нельзя – вещества затем практически невозможно восстановить. Т.е. процесс получается «одноразовым». А это, учитывая объемы газовой индустрии, попросту дорого.

Прямо противоположный подход к проблеме – исключительно физические методы осушки. Воду, к примеру, можно попросту «выморозить». Отчасти для этого имеет смысл воспользоваться низкой температурой окружающей среды. Охлаждение, однако, должно быть довольно сильным – ниже температуры атмосферы.

Поэтому на практике, готовя большие объемы газа к транспортировке по трубопроводам, применяют технологии, сочетающие в себе как химические, так и физические методы. К таковым относятся, прежде всего, методы абсорбции и адсорбции. А также сочетание различных описанных выше способов.

Осушка газа методом абсорбции основывается на использовании специальных жидких реагентов, поглощающих из газа воду. Это происходит при непосредственном контакте внутри специальной установки.

В качестве реагентов, поглощающих влагу, при данном методе чаще всего применяются растворы диэтиленгликоля либо триэтиленгликоля. При абсорбции осушаемый газ поступает в нижнюю часть установки. Одновременно, навстречу ему из верхней части колонны стекает раствор поглотителя. Затем осушитель, к тому моменту уже насыщенный влагой, подается в сепаратор. Там из него сначала выделяется газ, поглощенный внутри установки.

Затем этиленгликоль подогревается и направляется на регенерацию, которая является достаточно сложным процессом (учитывая ограниченный объем статьи, мы не будем сейчас останавливаться на нем более подробно). Там поглощенная осушителем влага выделяется. Далее цикл повторяется.

К неоспоримым практическим преимуществам абсорбционного метода относится тот факт, что он позволяет удалять влагу из газовой смеси, содержащей отравляющие твердые поглотители вещества (в первую очередь весьма распространенный сероводород). Помимо этого, он легко поддается автоматизации и позволяет проводить осушку до приемлемого в большинстве случаев значения «точки росы» в -70 градусов по шкале Цельсия.

Упоминание про твердые поглотители влаги появилось неслучайно. На их использовании построена другая распространенная технология осушки газов – метод адсорбции.

Здесь поглощение влаги осуществляется твердыми гранулированными веществами. В качестве таких адсорбентов могут выступать, в частности, оксид алюминия, цеолиты, а также силикагель. Влага впоследствии извлекается из пор с применением внешних воздействий.

Метод адсорбции имеет ряд неоспоримых преимуществ. В частности, он позволяет добиться гораздо более низкой «точки росы»: -90 градусов по шкале Цельсия.

Однако возможность выбора этого метода, а также конкретного адсорбента, сильно зависит от состава осушаемого газа. В нем, как уже было отмечено выше, могут находиться компоненты, негативно влияющие на твердые реагенты установки.

Кроме того, тут существуют и техникоэкономические сложности. Процесс адсорбции гораздо сложнее поддается автоматизации, чем абсорбция. И выбор данного метода означает необходимость несения значительных дополнительных капитальных затрат


Анонсы мероприятий
Анонсы
мероприятий
Подписка на обновления
Будте в курсе всех событий в отрасли подпишитесь на рассылку
Самое читаемое
за неделю
за месяц
за все время
08 апреля 2014Технологии
04 декабря 2013Полезно знать
04 декабря 2013Технологии
Cкачать электронную версию
октябрь 2017 (, 4 Кб)
  • Вице-президент некоммерческое партнёрство «Национальный платёжный совет»
    20 статей
  • Начальник отдела технологий дистанционного обучения, кандидат военных наук, доцент (ООО "Газинформсервис")
    2 статьи
  • 1 статья
  • Коллектив авторов
    73 статьи
  • Начальник отдела сопровождения информационной безопасности — удостоверяющего центра управления информационной безопасности Департамента безопасности (ОАО «Россельхозбанк»)
    1 статья
  • Президент Московской областной общественной организации инвалидов и семей с детьми-инвалидами «Мир для всех»
    1 статья
  • Редакция
    32 статьи
Рубрики
Будте в курсе всех событий в отрасли подпишитесь на рассылку
Москва, Хорошевское шоссе, д. 25
Тел./факс: +7 (800) 775-84-16
Эл.почта: info@gas-technology.ru