10.6. Удаление примесей из газа
Перед поступлением в магистральный газопровод газ должен быть осушен и очищен от вредных примесей.
Природный и искусственный газы содержат различные примеси, находящиеся в газообразном, жидком и твердом состояниях. Состав этих примесей неодинаков для разных газовых месторождений и разных скважин одного месторождения.
К примесям относятся: влага, содержащаяся в газе в виде воды или водяного пара, конденсат и частицы рыхлых пород (в виде песка и пыли). Влага представляет большую опасность в отношении закупорки трубопровода ледяными и гидратными пробками или сужения живого сечения трубопровода из-за намерзания на его стенках льда.
Ядовитой примесью является сероводород, который вызывает отравление человека и является активным агентом внутренней коррозии труб. Углекислота в газе также является коррозийным агентом для труб, особенно в присутствии кислорода.
Очистка газа от жидких и твердых примесей. Очистка осуществляется для предотвращения загрязнений и эрозии линейной части газопроводов и оборудования компрессорных (КС) и газораспределительных (ГРС) станций. Для очистки природного газа от жидких (вода, конденсат) и распыленных твердых веществ (песка, глины) применяют сепараторы. Попадая в сепаратор, газ изменяет направление своего движения с горизонтального на вертикальное и резко уменьшает скорость вследствие того, что площадь поперечного сечения сепаратора в несколько раз больше, чем трубопровода. В результате уменьшения скорости частицы жидкости и твердых пород выпадают и собираются в нижней части сепаратора, откуда они периодически удаляются путем продувки.
Для улучшения очистки газа применяют батарею из нескольких сепараторов, соединяемых между собой последовательно и параллельно.
Рис. 10.3 Вертикальный масляный пылеуловитель |
Рис.10.4 Циклонный пылеуловитель: а - схема циклонного пылеуловителя; б – элемент циклонного пылеуловителя; 1 – патрубок для выхода газа; 2 - корпус; 3- верхняя решетка; 4 – патрубок для входа газа; 5 – элемент циклонного пылеуловителя; 6 – нижняя решетка; 7 - дренажный штуцер; 8 – наружные винтовые лопасти; 9 – вход газа; 10 – выход газа |
Кроме этого применяются вертикальные (рис. 10.3), горизонтальные и сферические жидкостные пылеуловители. В них используется барботажный принцип промывки газа.
В центробежном циклонном пылеуловителе (рис.10.4) очистка газа происходит за счет отбрасывания центробежной силой к периферии капельной влаги и твердых частиц. Отсепарированная влага и твердые частицы осаждаются по дренажному конусу циклона в нижнюю часть аппарата, откуда автоматически удаляются через дренажный штуцер.
10.7. Очистка газа от газообразных примесей
Осушка газа. Полностью освободить газ от влаги при помощи сепараторов нельзя, так как весь водяной пар, содержащийся в газе, проходит через сепаратор, не задерживаясь в нем. В результате содержание влаги после сепараторов может оказаться достаточным для образования в трубопроводе гидратов и даже обычного льда. Поэтому газ подвергают специальной осушке или путем конденсации водяных паров (содержащихся в газе), или путем поглощения их специальными поглотителями.
Конденсация осуществляется путем охлаждения газа или комбинации охлаждения со сжатием. Газ охлаждается на холодильных установках, снижающих температуру до ~ -30 °С.
При осушке газа поглотителями применяют твердые и жидкие вещества, называемые сорбентами. Из твердых поглотителей наиболее распространены активная окись алюминия, активированный уральский боксит, хлористый кальций в твердом виде и цеолиты. В качестве жидкого поглотителя применяют диэтиленгликоль.