Подготовка газа к низкотемпературной переработке

Как было указано, перед подачей газа на низкотемпературную переработку необходимо извлекать из него кислые компоненты и влагу. В настоящее время нет норм на содержание воды и кислых компонентов в газе, подаваемом на низкотемпературную переработку для извлечения из него этана и пропана.

Глубину очистки газа от кислых компонентов устанавлива­ют, исходя из следующих соображений:

- сернистые соединения должны быть удалены из газа пред­варительно для предотвращения коррозии аппаратов и получе­ния продукции требуемого качества; при этом отпадает необ­ходимость изготовления аппаратов установки в антикоррозион­ном исполнении;

- при переработке сернистого сырья требуется очистка товар­ных продуктов, что обусловливает строительство нескольких установок для их очистки от сернистых соединений. Очистка товарных фракций значительно повысит энерго- и металлоем­кость установки и эксплуатационные расходы;

- если перерабатываемый газ содержит диоксид углерода, то его следует извлекать, чтобы исключить образование пробок твердого СО₂ при охлаждении газа.

При выборе способа осушки необходимо учесть, что при недостаточно глубоком извлечении влаги из газа образуются гидраты и ледяные пробки в отдельных узлах низкотемпера­турных установок, что вызывает их простои. Процесс осушки газа можно осуществлять как на отдельных установках (аб­сорбционных и адсорбционных), так и в цикле охлаждения га­за. В последнем случае перед низкотемпературными теплооб­менниками в поток газа впрыскивают ингибитор гидратообразования (метанол, гликоли).

В ряде случаев применение абсорбционного способа осушки газа целесообразно в сочетании с адсорбционным. При этом на I ступени осуществляется осушка газа до точки росы (минус 30—35°С) с использованием ди- и триэтиленгликоля, а на II ступени газ осушается на абсорбционных установках до точ­ки росы (минус 70°С и ниже).

Подробная характеристика абсорбентов и адсорбентов, при­меняемых в газовой промышленности для осушки газа, дана в специальных работах.

Сравнение капитальных и эксплу­атационных затрат двух вариантов обеспечения безгидратной работы установки НТК — с подачей метанола и предваритель­ной адсорбционной осушкой газа показывает, что:

- предупреждение гидратообразования на установке НТК с применением метанола для газа с низким содержанием воды (64 г/1000 м³) требует меньших капитальных и эксплуатацион­ных затрат, чем при адсорбционном процессе осушки газа;

- при переработке газа с высоким содержанием воды (368 г/1000 м³) использование метанола дает экономию в капи­тальных затратах, эксплуатационные затраты для обеих систем примерно равнозначны.

Одним из важных вопросов проектирования установок НТК является определение равновесного влагосодержания газа. Для этой цели применяют графические и аналитические методы. В области низких температур предпочтительны аналитические методы, из которых наиболее точным является уравнение Р. Ф. Бюкачека.

в=А/10,2Р+В (19)

где b — влагосодержание газа; Р — давление газа, МПа; А — влагоемкость идеального газа при атмосферном давлении, г/м³. Коэффициент в численно показывает разницу влагосодержаний реального и идеального газов.

Как видно из уравнения (19), между давлением газа него равновесной влагоемкостью имеется обратная зависимость. Следовательно, процессы дожатия газа при постоянной темпе­ратуре будут сопровождаться конденсацией водяных паров, и: наоборот, снижение давления при постоянной температуре при­ведет к недонасыщению газа.