2. Осушка газа

Газ в пластовых условиях насыщен парами воды до равновесного состояния. Количество паров воды зависит от температуры, давления и состава газа:

-   Чем выше температура, тем больше количество влаги в газе;

-   Чем выше давление, тем меньше в газе влаги;

-   Чем больше в газе тяжелых углеводородов, тем меньше паров воды содержится в нем в равновесном состоянии;

-   Присутствие в газе сероводорода и углекислоты способствует росту количества паров воды;

-   Присутствие в газе азота способствует уменьшения содержания паров воды.

Поэтому с момента выхода газа из скважины по всем стадиям его промысловой переработки содержание влаги в газе меняется.

Присутствие влаги в природном газе вызывает большие осложнения в аппаратах и коммуникациях подготовки и транспортировки газа из-за образования гидратов, создающих иногда аварийные ситуации. Особенно это важно в тех случаях, когда переработка газа ведется при низких температурах, при которых точка росы должна быть также очень низкой.

Существует четыре способа осушки:

-   Осушка охлаждением, так как снижение температуры при постоянном давлении снижает влагосодержание;

-   Абсорбционная сушка, т.е. поглощение влаги абсорбентом;

-   Адсорбционная сушка;

-   Осушка комбинированием указанных выше способов.

3. Очистка газа от сероводорода и диоксида углерода

Природный газ, добываемый на газовых месторождениях или, в качестве попутного компонента, в местах залегания нефти, имеет сложный состав.

Основные составляющие природного газа это:

1. Углеводороды: CH₄, C₂H₆, C₃H₈, i-C₄H₁₀, n-C₅H₁₂, i-C₅H₁₂;

2. Сернистый водород Н₂S;

3. Углекислый газ СО₂;

4. Кислород О₂;

5. Азот N₂.

В этом составе только углеводороды представляют ценность для потребителя. Это именно те компоненты, которые используется в промышленности и в быту. Среди примесей наибольшую опасность представляют сернистые соединения и углекислый газ. Даже небольшие концентрации сернистого водорода в составе природного газа вызывают активную коррозию металла, поэтому, чем раньше и активнее произойдет очистка природного газа от вредных примесей, тем дольше прослужит дорогостоящее оборудование.

Чаще всего очистка природного газа происходит непосредственно при добыче исходного сырья. В зависимости от состава и концентрации примесей выбирают тот или иной способ очистки.

Концептуально выделяют следующие методики очистки:

• Хемосорбционные процессы — процессы, основанные пре­имущественно на химическом воздействии H₂S и С0₂ с актив­ной частью абсорбента. Наиболее распространенными реагента­ми этих процессов являются амины и щелочи.

• Абсорбционные процессы — процессы, в которых извлече­ние кислых компонентов из газа происходит только благодаря их растворимости в абсорбентах. В качестве абсорбентов при­меняют N-метилпирролидон, гликоли, пропиленкарбонат, трибутилфосфат, метанол и др.

Преимущества этих процессов выявляются при обработке га­зов, содержащих большие количества кислых компонентов, так как поглотительная способность абсорбентов практически пря­мо пропорциональна парциальному давлению кислых компонен­тов в обрабатываемом газе.

• Комбинированные процессы — процессы, использующие смешанные — одновременно химические и физические поглоти­тели. Из этих процессов наиболее широкое распространение получил процесс Сульфинол, где в качестве поглотителя исполь­зуется сульфолан (диоксид тетрагидротиофена) в сочетании с каким-либо химическим поглотителем. В качестве химического поглотителя используют амины, в первую очередь диизопропа- ноламин (ДИПА).

Во всех способах поглотители кислых компонентов должны обладать селективностью, химической и термической стабиль­ностью, низкой упругостью паров и коррозионной способностью, высокой поглотительной способностью и химической инерт­ностью к углеводородам. Кроме того, они должны быть доступ­ными по цене и по мере возможности слаботоксичными.

• Окислительные процессы — процессы, основанные на не­обратимом превращении поглощенного сероводорода в элемент­ную серу. Примерами этих процессов могут быть процессы Джиаммарко—Ветрокок или Стретфорд. В первом процессе в качестве поглотителя используется горячий раствор мышьяко­вых солей щелочного металла. Во время процесса поглощенный H₂S окисляется в элементную серу. В отношении СО₂ этот про­цесс является обычным циклическим сорбционным процессом. Основным недостатком процесса является высокая токсичность применяемого поглотителя. В процессе Стретфорд в качестве поглотителя применяют водный раствор натриевых солей двух форм антрахинондисульфокислот.

• Адсорбционные процессы. Эти процессы в основном приме­няют в тех случаях, когда требуется достичь более низких кон­центраций сернистых соединений в природном и нефтяном га­зах. В качестве адсорбента в этих процессах могут применять­ся активированные угли, молекулярные сита, природные цео­литы и др.

Основными факторами, способствующими выбору того или иного способа очистки являются:

·Химический состав исходного сырья (массовая и объемная концентрация компонентов в составе добываемого газа);

·Инфраструктура газодобывающего предприятия (наличие вторичных источников тепла, дешевых адсорбентов, энергоресурсов); ·Выходные параметры газа (необходимая степень его очистки).