СПОСОБЫ ОСУШКИ НЕФТЯНОГО ГАЗА

Радикальное средство предупреждения образования гидратных и ледяных пробок в газопроводах – осушка газа. Применяют несколько способов осушки газа:

· охлаждение с использованием естественного и искусственного холода;

· абсорбция – осушка жидкими поглотителями;

· адсорбция - осушка твердыми поглотителями;

· комбинированные способы, например, сочетание абсорбции с охлаждением.

Метод осушки газа охлаждением основан на изменении влажности газа в зависимости от температуры. Если теплый газ охладить, то часть влаги, находящейся в нем в паровой фазе, сконденсируется. Выпавший конденсат можно удалить и газ с пониженной влажностью будет иметь более низкую точку росы. Необходимая степень осушки газа охлаждением достигается в том случае, если газ охлаждается до температуры ниже минимальной температуры, наблюдающейся при его дальнейшем движении по газопроводу.

В зимний период, когда температура окружающего воздуха ниже температуры грунта, возможно вымораживание влаги из газа за счет естественного холода (при надземной прокладке газопровода). Например, в объединении Сахалинморнефтегазпром применяют следующую технологию: газ, пройдя сепаратор, направляется в один из параллельно включенных вымораживателей, представляющих собой батарею труб с необходимой поверхностью теплообмена. При движении газа по трубам он охлаждается, влага выпадает и кристаллизуется на внутренних стенках труб. Вымораживатели включаются в работу поочередно. Когда один из них находится в работе, другой продувают и очищают от льда.

При наличии на одном месторождении нефтяного газа и природного газа высокого давления возможно охлаждение нефтяного газа в теплообменниках холодом, получаемым при дросселировании природного газа.

Охлаждение можно осуществлять также дросселированием самого нефтяного газа.

При большом газовом факторе (1000 м³ на 1 т нефти и более) и высоких устьевых давлениях на нефтяных скважинах целесообразно разделять нефть и газ установках низкотемпературной сепарации, как это делается при подготовке природного газа на газоконденсатных месторождениях. При этом одновременно с сепарацией происходит и осушка газа.

Искусственное охлаждение газа испарением аммиака или пропана обычно применяется на газоперерабатывающих заводах.

Во всех случаях при осушке газа охлаждением одновременно из газа частично извлекаются тяжелые углеводороды.

Абсорбционный метод осушки газа основан на способности некоторых жидких веществ поглощать влагу.

Жидкий абсорбент должен удовлетворять ряду требований, основные из которых:

· высокая влагоемкость;

· нетоксичность;

· достаточная стабильность;

· отсутствие корродирующих свойств;

· низкая растворяющая способность по отношению к газу и жидким углеводородам и слабая растворимость в них;

· простота регенерации.

В наибольшей степени этим требованиям отвечают диэтиленгликоль (ДЭГ) и триэтиленгликоль (ТЭГ). В отечественной практике для осушки газа методом абсорбции обычно используется ДЭГ (иногда — раствор хлористого кальция) (табл.9.1).

Используя ДЭГ, можно уменьшить температуру точки росы газа примерно на 30 К. Если температура осушаемого газа такова, что для его осушки требуется понижение температуры точки росы более, чем на 30 К, то необходимо применять ТЭГ, предварительную частичную осушку газа охлаждением либо осушку адсорбцией.

На нефтяных месторождениях метод осушки газа высококонцентрированными (98%-ными) сорбентами диэтиленгликолем и триэтиленгликолем можно применять только в местах сосредоточения больших объемов газа, т.е. на сборных коллекторах газа или на магистральных газопроводах.

Гликоли – двухатомные спирты жирного ряда общей формулы C_nH_2n(OH)₂. Низшие гликоли это бесцветные, прозрачные, вязкие жидкости без запаха, сладковатого вкуса, гигроскопичны, не агрессивны.

Таблица 9.1. Характеристика гликолей

Адсорбционный метод — заключается в извлечении водяных паров из газа твердыми поглотителями (адсорбентами), имеющими большую площадь поверхности благодаря множеству капиллярных пор. В качестве адсорбентов применяют активированную окись алюминия, боксит, флорит, силикагель, молекулярные сита и др. (табл.9.2).

Таблица 9.2. Характеристика адсорбентов для осушки газа

Содержание в газе тяжелых углеводородов, сероводорода, твердых и жидких взвешенных частиц снижает поглотительную способность адсорбентов, поэтому газ до поступления на осушку целесообразно очищать от указанных примесей.

Регенерация адсорбентов осуществляется сухим горячим газом или воздухом.

Молекулярные сита (синтетические цеолиты) представляют собой сложные неорганические полимеры кристаллического строения. Они обладают более высокими поглощающими свойствами по сравнению с другими адсорбентами, способны поглощать влагу при более высоких температурах и повышенных скоростях движения газа. Молекулярные сита обладают также способностью адсорбировать тяжелые углеводороды, сероводород и поэтому могут применяться для одновременной осушки и очистки газа.

Рис.9.1. Область применения различных способов осушки газа 1 — цеолиты; 2 — силикагель; 3 — гликоли; 4 — хлористый литий; 5 — хлористый кальций; 6 — понижение давления; 7 — хладагент; 8 — водой; 9 — воздухом; Г — дополнительное применение гликоля

Область применения различных способов осушки газа в зависимости от необходимой температуры точки росы приблизительно характеризуется диаграммой, представленной на рис.9.1.

Перед тем как сушить газ от паров воды, его предварительно отбензинивают, т.е. выделяют из него пропан-бутановые фракции на абсорбционных установках (заводах). Поэтому сначала рассмотрим работу такой установки, а затем отбензиненный газ направим на установку осушки.