3.3. Осушка газа твердыми поглотителями

Существуют два способа осушки природного и попутного газов: твердыми поглотителями (адсорбция) и жидкими поглотителями (абсорбция).

Преимущества жидких поглотителей по сравнению с твердыми сорбентами заключаются в следующем: низкие перепады давления в системе очистки; возможность очистки газов, в которых содержатся вещества, отравляющие твердые сорбенты; меньшие капитальные вложения и эксплуатационные расходы. Однако степень осушки при использовании жидких поглотителей меньше, чем при использовании твердых сорбентов, а температура осушаемого газа должна быть выше 0 °С, кроме того, при наличии в осушаемом газе некоторых тяжелых углеводородов происходит вспенивание поглотителей.

Для осушки газа на промышленных установках применяют силикагель (наиболее распространенный осушитель), алюмогель, активированный боксит (флорид) и молекулярные сита.

Установки адсорбционной осушки имеют 2-4 адсорбера. Полный цикл процесса осушки твердыми поглотителями состоит из трех последовательных стадий: адсорбции продолжительностью 12-20 ч; регенерации адсорбента в течение 4-6 ч и охлаждения адсорбента в течение 1-2 ч.

Газ после сепаратора 1 (рис. 3.10), где происходит его очистка от механических примесей, капельной влаги и жидких углеводородов, поступает в адсорбер с регенерированным осушителем. Адсорбент поглощает влагу, содержащуюся в газе, после чего очищенный газ из адсорбера направляется в магистральный газопровод. Часть сырого отсепарированного газа подается в подогреватель, а затем в адсорбер с увлажненным осушителем для регенерации. Горячий газ после регенерации осушителя охлаждают и направляют в сепаратор для отделения влаги, удаленной из осушителя и выделившейся при охлаждении газа. После отделения влаги газ сливается с основным потоком сырого газа и направляется на осушку. Охлаждение адсорбента проводят холодным осушенным газом.

Рис. 3.10. Технологическая схема осушки газа твердыми поглотителями:

1 - сепаратор; 2 и 7 - слив воды; 3 - подогреватель; 4 и 5 - адсорберы; 6 - сепаратор; 8 - теплообменник;

I - влажный газ; II - осушенный газ; III - обводная линия

В установках с адсорбционным процессом достигается весьма низкая точка росы (-40 °С и ниже).

Количество адсорбента, необходимое для осушки газа

, (3.1)

где - количество поступающего на осушку газа, приведенного к 20 °С и 0,1013 МПа, м/сут;- содержание влаги соответственно во влажном и осушенном газе, кг/м;- продолжительность поглощения, ч;= 0,040,05 активность адсорбента.

Пример 3.2. Определить количество адсорбента, необходимое при 12-часовом цикле работы для осушки 1000000 м/сут газа, относительная плотность которого равна 0,6, температура 15 °С, абсолютное давление 6 МПа. Требуемая точка росы осушенного газа -20 °С, поглотительная способность адсорбента составляет 4 %.

Решение

По графику (см. рис. 3.5) определяют: влагосодержание влажного газа = 0,35 г/м= 0,00035 кг/м;

влагосодержание осушенного газа: = 0,017 г/м= 0,000017 кг/м.

Количество адсорбента при 12-часовом цикле

= 3787,5 кг.