газов осушка
ГАЗОВ ОСУШКА
удаление влаги из газов и газовых смесей. Предшествует транспорту прир. газа по трубопроводам, низкотемпературному разделению газовых смесей на компоненты и др. Обеспечивает непрерывную эксплуатацию оборудования и газопроводов, предотвращая образование ледяных и гидратных пробок и т. п. Глубина Т.о., определяемая условиями проведения технол. процесса, транспортировки газа и т. д., характеризуется росы точкой. Наиб. важные методы Г. о. основаны на абсорбции или адсорбции влаги, а также на ее конденсации при охлаждении газа.
При абсорбционном методе осушаемый газ направляется в ниж. часть абсорбера, а навстречу ему с верха колонны стекает раствор поглотителя (осушителя) — ди- или триэтиленгликоля. Массообмен между газом и поглотителем осуществляется на контактных устройствах — тарелках, где газ барботирует через поглотитель. Движущая сила процесса — разность парциальных давлений водяного пара в газовой и жидкой фазах. Насыщ. влагой осушитель подается в сепаратор, в котором из него выделяется газ, поглощенный в абсорбере; затем осушитель подогревается благодаря теплоте встречного потока горячего (160 °C) регенерированного гликоля и подается в десорбер на регенерацию, в результате которой из осушителя выделяется поглощенная в абсорбере влага. Последняя может выделяться из поглотителя под давлением, близким к атмосферному, под вакуумом (неконденсирующиеся газы откачивают из системы вакуум-насосом при остаточном давл. 25–30 кПа), путем отдувки частью осушенного подогретого газа, а также с помощью т. наз. азеотропной ректификации с применением в качестве третьего (разделительного) компонента изооктана и (или) бензина-галоши. В зависимости от способа регенерации концентрация гликоля может составлять 97,50–99,95%, температура газа, поступающего на осушку, — от 10 до 50 °C. Кроме барботажных аппаратов, используют и такие, в которых гликоль распыливается форсунками, что обеспечивает большую поверхность контакта фаз. Абсорбц. метод позволяет удалять влагу из газов, содержащих вещества (напр., H2S), отравляющие твердые поглотители, проводить осушку до точки росы −70 °C; легко поддается автоматизации.
Адсорбционный метод основан на поглощении влаги твердыми гранулиров. адсорбентами (силикагель, активиров. Al2O3, цеолиты). Схема установки представлена на рис. 1.
Рис. 1. Схема адсорбц. установки для осушки газов: 1 и 8 — сепараторы; 2 — адсорберы на стадии осушки; 3 и 4 — адсорберы соотв. на стадиях охлаждения и подогрева; 5 — подогреватель газа; 6 — охладитель газа; 7 — холодильник.
Влажный газ поступает в сепаратор 1 для удаления капель влаги, а затем на осушку в адсорберы 2, откуда сухой газ направляют в газопровод. Насыщ. влагой адсорбент регенерируют в адсорбере 4 отдувкой газом, нагретым в аппарате 5. Горячий газ (с температурой до 350 °C) после регенерации поглотителя охлаждается в аппарате 7, сепарируется в аппарате 8 от влаги и смешивается с осн. потоком газа. В адсорбере 3 поглотитель охлаждается сухим газом до 30–40 °C, после чего аппарат переключают на стадию осушки. Нагреваемый при этом газ перед поступлением в газопровод охлаждается в аппарате 6. Метод может обеспечить глубокую осушку (до точки росы −80 °C и ниже), отличается простотой и надежностью аппаратуры. Недостатки: чувствительность адсорбентов к загрязнениям, сложность систем автоматизации, большие по сравнению с абсорбц. методом капитальные и эксплуатационные затраты.
Методы осушки, при которых происходит конденсация влаги, основаны на уменьшении равновесной влажности газа при снижении его температуры. Одна из возможных схем установки приведена на рис. 2. Прир. газ из скважины поступает в сепаратор 1, где происходит выделение конденсата (углеводородов) и влаги, увлеченной из пласта. Затем газ подается в теплообменник, в котором охлаждается обратным потоком холодного осушенного газа. В целях предотвращения отложений на стенках аппаратов и трубопроводов твердых газовых гидратов в теплообменнике газ смешивается с ингибитором гидратообразования — 80%-ным водным раствором этиленгликоля или конц. метанола. На выходе из теплообменника газ дросселируется, охлаждаясь при этом, и поступает в сепаратор 3, где отделяются влага, дополнительно выделившийся углеводородный конденсат и ингибитор гидратообразования, который направляется на регенерацию.
Рис. 2. Схема осушки прир. газа: 1 и 3 — сепараторы; 2 — теплообменник; 4 — разделитель гликоля и конденсата; 5 — установка регенерации гликоля; 6 — фильтр.
В лаб. практике и в промышленности, помимо поглотителей, применяемых в описанных выше методах, используют также твердые вещества — CaCl2, CaBr2, CaO, NaOH, КОН, Mg(ClO4)2, P2O5 и др.; из жидких поглотителей обычно применяют H2SO4.
Лит.: Жданова Н. В., Халиф А. Л., Осушка углеводородных газов, М., 1984; Кельцев Н. В., Основы адсорбционной техники, 2 изд., М., 1984.
А. Л. Халиф
