1 Общая часть

Необходимость осушки газа.

Природный газ, добываемый из подземных источников, насыщен жидкой водой и тяжёлыми углеводородами. Для того, чтобы удовлетворить требовани ям, предъявляемым к чистому, сухому и абсолютно газообразному топливу, пригодному для передачи по трубопроводам и поставке конечным пользовате лям для сжигания, газ должен пройти несколько стадий переработки, включая удаление жидкостей, захваченных газом, с последующим высушиванием для снижения содержания водяных паров. Осушка природного газа имеет наиважней шее значение для успешной работы всей системы подготовки газа и его транспо рта к конечному потребителю. Присутствие водяных паров в концентрациях больше нескольких десятых долей ppm может иметь самые неприятные последствия. Срок службы трубопровода определяется скоростью коррозии, которая напрямую связана с присутствием влаги в газе, поскольку она способствует окислению. Кроме того, образование гидратов может снизить пропускную способность трубопровода, что способно привести к закупорке и повреждению фильтров, кранов и компрессоров. Гидраты являются соединени ем избыточной воды с парами жидких углеводородов, которые могут конденси роваться из газа при транспортировке, образуя эмульсии, которые при рабочем давлении представляют собой твёрдые массы. Кроме того, при предтранспорт ной переработке газа чаще всего используется низкотемпературный сепаратор, который удаляет тяжёлые компоненты с тем, чтобы избежать образования такого жидкого углеводородного конденсата в трубопроводе при изменениях температуры в связи с климатическими условиями. Осушка природного газа до точки росы ниже рабочей температуры вымораживающей установки, несомнен но, представляет большую важность для предотвращения проблем с закупорива нием в результате замерзания, что отрицательно для эффективности установки. По упомянутым выше причинам, обычной практикой на скважинах, как наземных, так и шельфовых, является измерение содержания влагосодержания в критических точках на постоянной основе с тем, чтобы обеспечить эффектив ную переработку и надёжную работу всех установок. Правильная конструкция, установка и эксплуатация промышленных гигрометров для таких областей при менения требует пристального внимания к конкретным измеряемым свойствам газа и его составу, а также к используемым технологиям переработки. Природный газ - газовая смесь, основными компонентами которой являются предельные углеводороды (CnH2n+2), водород, гелий, кислород, азот, диоксид углерода (углекислый газ) и сероводород (H2S) [ГОСТ Р 8.577-2000]. Природный газ широко применяется в качестве горючего в жилых, частных и многоквартирных домах для отопления, подогрева воды и приготовления пищи; как топливо для машин (газотопливная система автомобиля), котельных, ТЭЦ и др. Сейчас он используется в химической промышленности как исходное сырьё для получения различных органических веществ, например, пластмасс. Влажность газа является одним из основных параметров при добыче, транспортировке и переработке природного (или попутного нефтяного) газа. Надежное и точное измерение этого параметра требуется на всех этапах - от скважины до газоперерабатывающего завода, и существенно влияет на экономичность и эффективность процессов. Задачи измерения влажности можно разделить на три большие группы по различным процессам газовой промышлен ности, а именно: - в процессах осушки газа на месторождениях и газоперерабатывающих заводах; - при транспортировке газа; - в коммерческом учете газа. Осушка газа на месторождениях и газоперерабатывающих заводах Газ, поступающий из скважины, как правило, насыщен водой. Поэтому, еще до перекачки он должен быть осушен до определенного уровня во избежание коррозии трубопроводов и образования гидратов (гидраты — продукты присоединения воды к неорганическим и органическим веществам), разрушаю щих арматуру и другие элементы трубопроводной системы. Газовые гидраты (также гидраты природных газов или клатраты) — кристаллические соединения, образующиеся при определённых термобарических условиях из воды и газа. Гидраты газа относятся к нестехиометрическим соединениям, то есть соединениям переменного состава. К тому же перекачка воды на тысячи километров просто убыточна. Образование гидратов в газопроводе Наиболее распространенным способом осушки на установках подготовки газа до настоящего времени остается поглощение воды ди- или триэтиленгликолем. Точка росы природного газа — температура (при фиксированном давлении), при которой из газа начинает выделяться конденсированная (жидкая или твердая) фаза. Таким образом, точка росы газа — это минимально возможная температура, когда природная углеводородная система находится в однофазном

газообразном состоянии, а при дальнейшем снижении температуры из газа выделяется первая капля (или кристаллик) конденсированной фазы. Примените льно к природному газу практический интерес представляют точки росы по угле водородам (углеводородному конденсату) и по водной (не углеводородной) фазе. Точка росы газа определяется приборами конденсационного типа. Недоста тками этой системы являются следующие факторы. 1)Трудность достижения точки росы осушенного газа. 2)Экономичность работы абсорбционных установок в значительной степени зависит от потерь сорбента. Для их снижения в первую очередь необходимо строго поддерживать расчетный температурный режим десорбера, тщательно сепарировать газ и водяной пар и по возможности исключить пенообразование при контакте газа с абсорбентом за счет специальных добавок. Преимущество схемы впрыска (концентрация гликоля 70-80%)-по мере охлаждения газа одновременно снижается его точка росы, при этом осушается не только газ, но и конденсат, выпадающий при охлаждении газа. Недостаток схем впрыска-значительные потери гликоля вследствии растворимости его в углеводородном конденсате. В качестве твердых поглотите лей влаги в газовой промышленности широко применяются активированная окись алюминия и боксит, который на 50-60% состоит из AL₂O₃. Поглотительная способность боксита 4,0-6,5% от собственной массы. Преимущества метода: низкая точка росы осушенного газа (до -65^оС), простота регенерации поглотителя, компактность, несложность и низкая стоимость установки.