2. Оборудование для осушки газа

2.1. Общие положения

Добытый на газовых и газоконденсатных месторождениях газ готовится к дальнейшей транспортировке (дальнему транспорту) на установках осушки газа (на газовых месторождениях) и установках низкотемпературной сепарации (на газоконденсатных месторождениях). Пока пластовое давление значительно больше давления в магистральном газопроводе газ охлаждают, дросселируя излишнее давление. При этом газ расширяется и в соответствии с эффектом Джоуля-Томсона охлаждается.

Если пластовое давление понижено, то охлаждение газа производится на установках низкотемпературной сепарации.

Для получения низких температур, в системе низкотемпературной сепарации возможно применение турбохолодильных агрегатов, установок искусственного холода (аммиачных и пропановых холодильных циклов) Эти установки очень сложны и дороги.

Для более глубокой осушки газа и полного извлечения пропан-бутановых фракций и тяжёлых углеводородов (пентан и другие высшие) может быть применён адсорбционный метод. Осушка газа методом адсорбции заключается в прохождении влажного газа в адсорбере снизу вверх через слой адсорбента – твёрдого вещества, поглощающего пары воды и далее выводится из аппарата. Процесс осушки длится 12-16ч. Далее идёт процесс регенерации адсорбента методом выпаривания в течение 6-7ч. После этого в течение около 8ч адсорбер остывает. В качестве адсорбентов используют бокситы, хлористый кальций в твёрдом виде, цеолиты, силикагель и др. Однако в промышленных масштабах для подготовки газа к транспортировке этот метод не нашёл широкого применения.

При промысловой подготовке газа для удаления влаги и конденсата применяют два технологических процесса:

1. Предварительная сепарация гравитационными, циклонными или роторными сепараторами;

2. Окончательная осушка газа: методом адсорбции, методом абсорбции, методом низкотемпературной сепарации;

Выбор технологического процесса определяется конкретными условиями каждого газового месторождения. Так, для подготовки газа на чисто газовых месторождениях для удаления влаги широко применяют абсорбционную, а также адсорбционную осушку.

Наряду с абсорбционными и адсорбционными методами, особенно в условиях северных газоконденсатных месторождений, широко применяют низкотемпературную сепарацию (НТС).

НТС осуществляется при температурах от 15°С в гравитационных или циклонных сепараторах с предварительным охлаждением газа. Охлаждение газа до низких температур позволяет более глубоко провести удаление влаги и конденсата. На рис. 2.1 показан общий вид установки осушки газа.

При НТС для охлаждения газа и газового конденсата используют два метода: метод дросселирования газа и применения специальных холодильных машин. Метод дросселирования газа основан на «дроссель-эффекте» - эффекте Джоуля-Томсона, суть которого заключается в изменении температуры газа при снижении давления на дросселе, т.е. на местном препятствии потоку газа (шайба с узким отверстием). Дросселирование газа широко применяется при НТС ввиду простоты его устройства и отсутствия сложного холодильного оборудования. Однако дросселирование эффективно для охлаждения газа только при определённом устьевом давлении газовой скважины (не менее 6МПа). Поэтому применение дросселирования на поздних стадиях разработки неэффективно. В этом случае для охлаждения газа применяют специальные холодильные машины. Применение таких машин позволяет вести подготовку газа до конца разработки месторождения, но при этом возрастают (примерно в 1,5-2,5 раза) капитальные вложения в обустройство.

Рис. 2.1. Установка осушки газа