Методы подготовки природного газа

Установки подготовки газа применяются как единый комплекс, состоящий из одной или нескольких технологических линий и оборудования общего технологического назначения.

Для осушки газа принимаются следующие основные типовые способы:

1. абсорбционная осушка (установка абсорбционной осушки);

2. адсорбционная осушка (установка адсорбционной осушки);

3. низкотемпературная сепарация (установка низкотемпературной сепарации).

Выбор способа осушки газа зависит от состава сырья и требований к конечному продукту. Подготовленный газ должен удовлетворять требованиям ГОСТ 5542-87 «Газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового назначения» при использовании его в качестве сырья и топлива или ОСТ 51.40-92 «Газы горючие, природные, поставляемые и транспортируемые по магистральным газопроводам» при подаче его в магистральный газопровод.

При недостаточном давлении газа для ведения технологического процесса осушки газа в «голове» процесса может устанавливаться дожимная компрессорная станция (ДКС), а для подачи газа в магистральный газопровод ДКС может устанавливаться в «хвосте» процесса.
Проектирование установки осушки газа проводится для каждого конкретного случая, исходя из состава и начального влагосодержания поступаемого сырья, требований к конечному продукту и конструкции аппаратов и включает в себя:

1. определение необходимой точки росы газа по воде;

2. выбор технологической схемы подготовки газа;

3. расчет количества (концентрации) исходного и отработанного растворов осушителя;

4. выбор (расчет) оборудования для блоков осушки и регенерации.

Установка абсорбционной осушки газа:

рис.1 Принципиальная схема установки абсорбционной осушки газа

Сырой газ со сборного пункта поступает во входной (первичный) сепаратор 1, где от него отделяется жидкая фаза и далее поступает в абсорбер 22, где он осушается, контактируя с раствором концентрированного гликоля.

Осушенный газ, пройдя фильтр для улавливания мелкодисперсного гликоля 10, поступает в магистральный газопровод или подается потребителю.

В схему входит колонна регенерации насыщенного гликоля 23, а также теплообменники 5, 6, 7, насосы 11, 12 и емкостное оборудование 8, 9.

Установка адсорбционной осушки газа:
Сырой газ со сборного пункта поступает во входной (первичный) сепаратор 4, где от него отделяется жидкая фаза, далее влажный газ поступает в адсорбер 1, где он проходит снизу вверх через слой адсорбента – твердого вещества, поглощающего пары воды.

Далее осушенный газ, пройдя фильтр 7 для улавливания уносимых частичек адсорбента, поступает в магистральный газопровод или подается потребителю.

Процесс осушки газа осуществляется в течение определенного (12…16 ч) времени. После этого влажный газ пускают через адсорбер 2, а адсорбер 1 отключают и выводят на регенерацию. Для этого из газовой сети отбирается сухой газ и направляется в подогреватель 2, где он нагревается до температуры 180…200°С.

Далее газ подается в адсорбер 1, где отбирает влагу от адсорбента, после чего поступает в холодильник 8.

Сконденсировавшаяся вода собирается в емкости 5, а газ используется для осушки повторно и т. д. Процесс регенерации адсорбента продолжается 6…7 ч. После этого в течение около 8 ч адсорбер остывает.

рис.2 Принципиальная схема установки адсорбционной осушки газа

Установка низкотемпературной сепарации газа:

Сырой газ со сборного пункта поступает на первую ступень сепарации во входной сепаратор 1, где от газа отделяется водная фаза и нестабильный углеводородный конденсат. Далее отсепарированный газ поступает в теплообменник 2 типа «газ-газ» для рекуперации холода сдросселированного газа, где охлаждается на 10-15°С и более. Охлажденный газ из теплообменника подают на расширительное устройство (дроссель) 2, после которого его температура вследствие эффекта Джоуля-Томсона понижается еще на 10–20°С. После дроссельного устройства 2 обрабатываемый газ вместе со сконденсировавшейся жидкой фазой поступает в низкотемпературный сепаратор 4, где от него отделяется жидкая фаза (водная и углеводородная), а очищенный от влаги и тяжелых углеводородов (С5+в) холодный газ проходит рекуперативный теплообменник 2 в противотоке с «сырым» газом и далее поступает в газопровод в качестве товарного продукта.

Эффективность охлаждения газа посредством использования процесса изоэнтальпийного расширения газа с рекуперацией холода может достигать 10-12°С на 1 МПа свободного перепада. Впрыск ингибитора гидратообразования (гли-коли, метанол) предусматривается как перед теплообменником 2, так и перед дросселем в объеме, необходимом для обеспечения безгидратного режима эксплуатации технологического оборудования.

Водная фаза (т.е. водный раствор ингибитора) и углеводородный конденсат, выделившийся в сепараторе 4, поступают в разделитель 6, где углеводородный конденсат частично дегазируется. Далее конденсат направляют на установку его стабилизации или закачивают в нефтепровод. Отработанный водный раствор ингибитора гидратообразования направляют на установку регенерации.

рис.3 Принципиальная схема установки низкотемпературной сепарации газа.