Технический прогресс в технологии осушки природного газа

УДК 66.074.31

Проанализированы основные технологические решения, используе-ыые при разработке схем по осушке газа и регенерации растворов ди-и триэтиленгликоля; приведены характерные технологические схемы по осушке газов, содержащих кислые компоненты.

Обзор предназначен для инженерно-технических работников, за -нимающихся разработкой установок осушки природного газа.

Всесоюзный научно-исследовательский институт экономики, организации производства и технико-экономической информации в газовой промышленности (ВНИИЭгазпром), 1975

ВВЕДЕНИЕ

Значительный рост добычи газа в 1976-1990 гг.  и необходи -мость обеспечения подачи в систему магистральных газопроводов газа высокой кондиции  требуют  строительства высокими темпами установок по обработке газа в промысловых условиях и, в первую очередь, по осушке газа. При этом для обработки газов, характеризующихся нали­чием влаги и незначительным содержанием углеводородов С_3+в (как, например, газы ряда месторождений севера Тюменской области) будет достаточным применение только установок осушки. Для обработки же газов с повышенным и высоким содержанием углеводородов С_3+в и особенно Сс_+Б при наличии влаги должны быть сооружены установки, включающие в себя как процессы осушки, так и процессы выделения тяжелых углеводородов.

Технологическое оформление установок осушки газа определяется необходимостью обеспечения подачи газа из северных районов:  зимой с точкой росы -25°, летом -Ю°С, из южных районов соответственно -10° и -5 °С.

В связи с этим основными технологическими процессами осушки газа будут процессы с применением гликолей, причем наряду с давно применяемым диэтиленгликолем будут использоваться также этиленгли-коль и триэтиленгликоль. При этом этиленгликоль в связи с меньшей растворимостью его в углеводородном конденсате должен найти приме­нение при осушке газов с высоким содержанием углеводородов Сс Применение триэтиленгликоля целесообразно на месторождениях Сред­ней Азии, где имеют место высокие температуры контакта 30 ♦ 50°С в процессах осушки.

Для глубокой осушки газа требуется регенерация гликолей до концентрации 99,5 - 99,8% вес, что может достигаться за счет при­менения отпарного газа или вакуума.

Технологическая схема осушки газа может быть усовершенствова­на путем одновременного ведения процессов осушки и извлечения осу­шающими веществами паров ингибитора гидратообразования - метанола, а также благодаря рациональному использованию энергии потоков газа

3

и гликолей (тепла, холода, давления).

В данной работе рассматриваются технологические схемы осушки газа жидкими поглотителями, регенерации абсорбентов и подготовки газов, содержащих кислые компоненты.

В обзоре использованы материалы периодической и патентной ли­тературы ведущих стран по добыче и переработке природного газа.

СХЕМЫ ОСУШКИ  ПРИРОДНОГО  ГАЗА Абсорбенты для осушкии их свойства

Для осушки природного и попутного газа могут применяться раз­личные абсорбенты, отвечающие следующим общин требованиям. Они должны иметь:

удовлетворительную осушающую способность в широком интервале концентраций;

в условиях эксплуатации низкие давления насыщенных паров, чтобы потери, связанные с их испарением, были очень незначительны; температуру кипения.настолько отличающуюся от температуры ки­пения воды, чтобы их разделение от сорбируемой воды могло осущест­вляться простыми методами разделения;

низкую вязкость при рабочей температуре, обеспечивающую хоро­ший контакт с газом на тарелках колонны;

низкую взаиморастворимость с компонентами природного газа.

Из применяемых абсорбентов наиболее полно этим требованиям отвечают этиленгликоль (ЭГ), диэтиленгликоль (ДЭГ) и триэтиленгли-коль (ТЭГ).

Гликоли являются водными растворами двухатомных спиртов жир­ного ряда. ЭГ, ДЭГ и ТЭГ с водой смешиваются во всех пропорциях. Их водные растворы не вызывают коррозии оборудования. Это обстоя -тельство дает им дополнительное преимущество по сравнению с други­ми абсорбентами, так как позволяет изготовить оборудование из деше­вых марок стали.

Вязкость водных растворов ДЭГа возрастает с увеличением его концентрации и уменьшается с повышением температуры. Влияние дав­ления на вязкость ДЭГа выражается соотношением  [ IIJ

где 1Ири рс₀- вязкость соответственно при избыточном и атмос -

ферном давлениях;

Р   - избыточное давление, кгс/см ;

J5   - коэффициент,  зависящий от концентрации

ДЭГа.

В интервале температур от -17 до +50°С и давлений от 0 до 130 кгс/см   значения р   для растворов ДЭГа различной концентрации следующие.

Концентрация, % вес.          Значение Ji

^{100....................................}   0,98.Ю"³