Меню Рубрики

Установка гликолевой осушки газа

Гликолевая осушка

Назначение

Установки гликолевой осушки предназначены для удаления воды из потока природного газа посредством поглощения водяных паров гликолем.
Типичные комбинации рабочих температур и давлений, а также требуемые величины остаточного влагосодержания определили широкое распространение триэтиленгликоля как рабочего тела установок осушки. Моно- и диэтилен гликоли также нашли свое применение в процессах подготовки газа, но, в основном, в качестве ингибиторов гидратообразования.
Основное преимущество установок гликолевой осушки — низкая удельная стоимость по сравнению с адсорбционными системами, обусловленная простотой технологической схемы. Рабочий перепад давления в таких установках минимальный и обусловлен исключительно гидравлическим сопротивлением колонны-контактора (абсорбера).
Основная область применения таких установок – подготовка газового потока для транспортировки по трубопроводам, или же в качестве предварительной ступени перед установками адсорбционной осушки.
Осушка потока углекислоты также может быть реализована на данных установках.

Рис. 1 3D-модель установки гликолевой осушки

Рис. 2 Чертеж установки гликолевой осушки

Основные преимущества

  • Непрерывный процесс, основанный на поглощении паров воды раствором триэтиленгликоля.
  • Отсутствие циклических колебаний.
  • Высокая отказоустойчивость, обеспеченная дублированием насоса циркуляции гликоля и основных управляющих элементов.
  • Кожухотрубный теплообменник насыщенного и «тощего» гликоля с минимальным температурным напором.
  • Автоматическая независимая система контроля пламени и топливного газа.
  • Автоматическая пусковая байпасная линия циркуляционных насосов.
  • Нержавеющие трубки конденсатора отпарной колонны в стандартном дизайне.

Эффективность

  • Снижение величины уноса гликоля за счет применения теплообменника газ/гликоль. Наличие байпасной линии в стандартном исполнении позволяет с высокой точностью производить контроль температуры регенерированного гликоля.
  • Повышенная температура в сепараторе позволяет применять выделившиеся легкие фракции в качестве топливного газа, снижая тем самым общий уровень выбросов.
  • Тепловой КПД до 87% (при применении наддувочных горелок).
  • Концентрация гликоля триэтиленгликоль (ТЭГ) до 99,6% масс. без использования стриппинг-газа.
  • Структурированная насадка с диапазоном производительности 10-110%.
  • Блочно-модульное исполнение.
  • Технологические рамы стандартного транспортного габарита.
  • Возможность размещения колонны-контактора на едином с регенератором скиде.
  • Возможность выбора между пневматическим или электронным приводом основных управляющих элементов.
  • Размещение всего технологического оборудования в объеме одного скида (без учета колонны-контактора) для установок со скоростью циркуляции гликоля до 5 м 3 /ч.
  • Адаптация стандартных установок под применение на растворах моноэтиленгликоль (МЭГ) и диэтиленгликоль (ДЭГ) для сырьевых потоков с низкой температурой.

Технологическая схема

Влагонасыщенный газ подаётся в нижнюю сепарационную (скрубберную) секцию колонны-контактора (1). Назначение данной секции – удаление свободной капельной жидкости, что в свою очередь препятствует загрязнению раствора гликоля.

Далее, через полуглухую тарелку очищенный от свободной жидкости газ поступает в контактную секцию (2) колонны-контактора, где раствор триэтиленгликоля абсорбирует воду из потока природного газа.

Рис. 3 Принципиальная схема установки гликолевой осушки газа

Данная секция может быть образована либо клапанными тарелками, либо же структурированной насадкой. Выбор типа контактного устройства определяется отдельно для каждого конкретного случая.
Верхняя секция колонны-контактора – секция каплеуловителя (3), предназначенная для максимально эффективного удаления гликоля из потока осушенного газа. Таким образом, снижается уровень потерь абсорбента.

После колонны-контактора осушенный поток газа поступает в теплообменник газ/гликоль (4), в котором он охлаждает идущий противотоком поток раствора регенерированного гликоля.
По сигналу автоматического контроллера уровня поток влагонасыщенного гликоля отводится из полуглухой тарелки и поступает в конденсатор рефлюкса (12) отпарной колонны (11), обеспечивая рефлюксное орошение, снижая общие потери гликоля в процессе регенерации.
После предварительного подогрева в конденсаторе (12) насыщенный гликоль поступает в нижнюю секцию основного теплообменника, где подогревается до температуры 60-70°С. После чего направляется в сепаратор.
В сепараторе (5) комбинация низкого давления (приблизительно 0,3-0,4 МПа) и высокой температуры 60-70°С создает условия для эффективного удаления легкокипящих углеводородных примесей из гликоля. Данный поток может быть использован как топливный газ или же отведен в общую факельную систему.

По сигналу автоматического контроллера уровня гликоль отводится из сепаратора (5) и направляется в последовательно расположенные мешотчатый (6) и угольный (7) фильтры и далее поступает в теплообменник (8), где подогревается потоком регенерированного гликоля.
Регенерация раствора гликоля происходит в регенераторе (10) при околоатмосферном давлении и температуре 204°С. Тепло, необходимое для процесса, подводится через жаротрубную поверхность. Источник тепла – огневой подогреватель (14). Образовавшаяся в результате нагрева паровая фаза направляется в отпарную колонну (11), где за счет взаимодействия с потоком рефлюксного орошения, из паровой фазы удаляется большая часть паров гликоля. Оставшиеся водяные пары отводятся за границу установки.Огневой подогреватель может быть выполнен либо в атмосферном исполнении, либо в варианте с наддувом. В конструкции регенератора всегда присутствует колонна стриппинг газа и отдельная накопительная секция.
Регенерированный гликоль подается из регенератора в межтрубное пространство теплообменника (8), где охлаждается насыщенным гликолем, идущим противотоком.

Читайте также:  Установка кондиционера каменск шахтинский

Охлажденный регенерированный гликоль из теплообменника (8) подается в циркуляционный насос (13), который повышает давление до заданной величины.

Регенерированный гликоль высокого давления проходит окончательное охлаждение потоком осушенного газа в теплообменнике (4) и далее подается в контакторную секцию (2).

Решения «ГазСёрф»

«ГазСёрф» разработал стандартный модельный ряд установок регенерации гликоля исходя из мощности регенератора. Данный ряд рассчитан на любой вид поглотителя (моно-, ди- или триэтиленгликоли) и полностью скомплектован для работы в качестве ингибирования при низкотемпературной сепарации. Для осушки газа в колонне-абсорбере опционально подбирается колонна-абсорбер в зависимости от параметров осушки газа (расход, давление и пр.).

Установка гликолевой осушки на о. Сахалин, заказчик НК «Роснефть»

источник

Гликолевая осушка газа. Преимущества и недостатки.

Гликолевая осушка газа — абсорбционная технология осушки газа с использованием жидких поглотителей — гликолей, используемая для умеренной осушки газа, достаточной для транспортировки по трубопроводам, в том числе и магистральным, и использовании такого газа в качестве топливного.

Методы осушки гликолями обеспечивают требования «СТО Газпром 089-2010 Газ горючий природный, поставляемый и транспортируемый по магистральным газопроводам».

Установки гликолевой осушки газа позволяют достигать ТТР (температуры точки росы) по воде в диапазоне -10°…-20° С.

Типичные комбинации рабочих температур и давлений, а также требуемые величины остаточного влагосодержания определили широкое распространение триэтиленгликоля как рабочего тела установок осушки. Моно- и диэтилен гликоли также нашли свое применение в процессах подготовки газа, но, в основном, в качестве ингибиторов гидратообразования.

Основное преимущество установок гликолевой осушки — низкая удельная стоимость по сравнению с адсорбционными системами, обусловленная простотой технологической схемы. Рабочий перепад давления в таких установках минимальный и обусловлен исключительно гидравлическим сопротивлением колонны-контактора (абсорбера).

Преимущества гликолевой осушки

— низкие эксплуатационные расходы

возможность осушки газов с высоким содержанием веществ, разрушающих твёрдые сорбенты

Недостатки гликолевой осушки

— необходимость повышения температуры газа выше 40° С

— возможность вспенивания поглотителей

Блочно-модульное исполнение

Стандартная гликолевая осушка состоит из двух основных блоков:

— абсорбера тарельчатого или насадочного типа

— блока регенерации гликоля

Инжиниринговая компания «ГазСёрф» разработала модельный ряд установок регенерации гликоля исходя из мощности регенератора. Данный ряд рассчитан на любой вид поглотителя (моно-, ди- или триэтиленгликоли) и полностью скомплектован для работы в качестве ингибирования при низкотемпературной сепарации. Для осушки газа в колонне-абсорбере опционально подбирается колонна-абсорбер в зависимости от параметров осушки газа (расход, давление и пр.). Подробная технологическая схема установки гликолевой осушки газа здесь .

Преимущества блочно-модульной установки

— технологические рамы стандартного транспортного габарита

— возможность размещения колонны-контактора на едином с регенератором скиде

— размещение всего технологического оборудования в объеме одного скида (без учета колонны-контактора) для установок со скоростью циркуляции гликоля до 5 м3/ч.

— адаптация стандартных установок под применение на растворах моноэтиленгликоль (МЭГ) и диэтиленгликоль (ДЭГ) для сырьевых потоков с низкой температурой

источник

Схема установки осушки газов гликолями

Вода, точнее пары воды, способны давать с углеводородами комплексные соединения — гидраты (СН4-6Н2О, СН4.7Н2О, С2Н6.7Н2О, С3Н8-18Н2О и др.). Гидраты углеводородных газ представляют собой белые кристаллы, похожие на спрессованный снег или лед. Они могут закупорить трубопровод и сильно осложнить его эксплуатацию и работу компрессоров. Каждой температуре соответствует определенное давление природного газа, при котором насыщающие его пары воды способны с углеводородами образовать гидраты. При постоянной температуре для образования гидратов требуется тем большее давление, чем меньше молекулярный вес углеводорода. Для существования гидратов необходимо, чтобы парциальное давление водяного пара в газовой смеси было больше давления насыщенных паров гидрата. Снижая содержание влаги в газе так чтобы парциальное давление водяного пара стало меньше давления насыщенных паров гидрата, можно предупредить его образование в природном газе.

На практике о влагосодержании природного газа судят по его точке росы, понимая под этим температуру, ниже которой водяной пар конденсируется (выпадает из газа в виде «росы»).

Существует несколько способов осушки газов. Они основаны на использовании дроссельного эффекта при расширении газа, расширении газа с отдачей внешней работы, впрыске антифриза, поглощении влаги из газа жидкими или твердыми поглотителями др. Наибольшее распространение получил способ осушки газов с помощью жидких и твердых поглотителей.

Читайте также:  Установка газового счетчика что нужно знать

Процесс осушки газа жидкими поглотителями заключается в следующем (рис.). При, контакте абсорбента с газом в цилиндрическом аппарате — абсорбере, в который снизу подается газ, а сверху жидкость — абсорбент, пары воды поглощаются абсорбентом. Внутри абсорбера помещены перегородки (тарелки) для улучшения контакта между абсорбентом и газом. Процесс ведется при температуре около 20 °С и давлении 20-60 aт. Сверху абсорбера выъодит осушенный газ, а снизу — обводненный абсорбент. Обводненный абсорбент поступает в другой аппарат — десорбер для отгонки воды. Этот процесс при повышенных температурах, но не выше 170°С для диэтиленгликоля и 191° С для триэтиленгликоля, так как выше этих температур гликоли разлагаются.

Десорбер, как и абсорбер, представляет собой цилиндрический тарельчатый аппарат. Обводненный гликоль, предварительно подогретый в теплообменнике, подается в середину десорбера. Сверху его выходят пары воды, которые конденсируются в конденсаторе-холодильнике, и конденсат частично возвращается на верх десорбера в качестве орошения. Вниз десорбера подводится тепло путем подогрева части гликоля в паровом подогревателе. Регенерированный гликоль содержащий 1-5 вес. % воды, охлаждается в теплообменнике, холодильнике и возвращается в абсорбер.

Рис. Схема уста­новки осушки газов гликолями:

1 — скруббер; 2 — абсор­бер, 3- десорбер; 4 -теплообменник; 5 — ки­пятильник; 6 — холодильник.

Линии: I — исходный газ; II — осушенный газ; Ш — гликоль; IV — обводненный гликоль; V — вода на орошение.

7. Схема установки адсорбционной осушки газов

Осушка газа проводится в двух абсорберах, заполненных адсорбентом. Пока в одном из адсорберов идет процесс осушки газа, в другом проводится восстановление активности адсорбента (регенерация). Адсорбция осуществляется при температуре 25-40 0 С и давлении 2-4 aт. После того как пропускаемый через адсорбер газ начнет выходить с содержанием влаги выше заданной величины, адсорбер переключают на регенерацию. О содержании влаги в газе судят по его точке росы. В адсорбер, переключенный на регенерацию, начинают подавать сухой подогретый газ. В случае силикагеля, алюмогеля, активированной окиси алюминия и боксита регенерацию проводят при температуре 180-200 °С, а регенерацию молекулярных сит при 310-370 °С. Давление во всех случаях поддерживается атмосферное. Такая разница в температурах регенерации объясняется меньшим размером пор молекулярных сит и большим влиянием на адсорбированное вещество капиллярных сил: для отрыва адсорбированной молекулы от адсорбента и перевода ее в парообразное состояние требуется значительно большая энергия. Регенерацию адсорбента ведут до полного прекращения выделения водяного пара.

Схема установки адсорбционной осушки газов:

1 — промежуточная емкость; 2 — газоотделитель; 3 и 4 — адсорберы; 5 и 6 — холодильники.

Линии: I — влажный газ; II — горячий газ; III — сухой газ; IV — конденсат.

источник

Методы осушки газа: основные способы

Выбор способа осушки газа – важный шаг, что обусловлено различной практической значимостью каждого отдельно взятого подхода и его применимостью на практике. Давайте же разберемся какие существуют методы осушки газа.

Химические методы

В лабораториях обычно используются химические методы. Существует множество веществ, способных воздействовать на газ и обеспечить его полную осушку. Но проблема состоит в том, что в промышленных масштабах реализовать их восстановление достаточно сложно, а зачастую и просто невозможно. Одноразовое использование восстановителей нерационально, поскольку обходится очень дорого.

Физические методы осушки газа

Альтернативой химической осушки газов являются методы, основанные на физических принципах. Но все же лучше брать лучшее от каждого подхода.

Осушка газа абсорбционным методом

Природные и попутные газы, добываемые под повышенным давлением и при пониженных температурах нефтедобычи, содержат капельную и парообразную влагу, которая вызывает создание гидратов – затвердевших углеводных компонентов газовой смеси с включением в них молекул воды.

Осаждаясь в виде льда на стенках трубопроводов и аппаратов, гидраты сужают их внутреннее сечение, уменьшают пропускную способность трубопроводов и часто приводят к полной их укупорке. Присутствие в углеводородных газах кислых компонентов (СО2, Н2S и др.) приводит к сильной коррозии трубопроводов и аппаратов. Обычно содержание паров воды, СО2, Н2S в очищенном природном газе регламентируется.

При осушке газа методом абсорбции используются специальные жидкие реагенты, способные поглощать из газов воду. Для реализации такого способа необходима специальная установка, которая в состоянии обеспечить непосредственный контакт реагента с газом. В качестве поглотителей при данном подходе чаще всего применяется раствор диэтиленгликоля или триэтиленгликоля.

Абсорбция предусматривает поступление обрабатываемого газа в нижнюю часть установки. В это же время с верхней части навстречу движется раствор поглотителя. Далее насыщенный влагой осушитель поступает в сепаратор, где из него сначала удаляется газ, поглощенный внутри установки. Далее следует подогрев и регенерация этиленгликоля, состоящая в выделении поглощенной ранее влаги. Затем цикл повторяется.

Читайте также:  Установка ftp sublime text

Основное преимущество абсорбционного способа – это возможность его автоматизации и проведения осушки до значения «точки росы» (-70ºС), приемлемого в большинстве практических случаев.

Очистки базируется на использовании твердых поглотителей. Это может быть цеолит, оксид алюминия или силикагель. Поглощенная влага извлекается из пор при помощи внешних воздействий. При адсорбции газов можно достичь более низкой «точки росы» (-90ºС), но выбор конкретного адсорбента зависит от химического состава осушаемого газа.

В целях борьбы с гидратообразованиями и для очистки газов от кислых примесей на газоперерабатывающих заводах эксплуатируют абсорбционные установки, в которых осушают и очищают газ, используя абсорбенты и специальные вещества (ингибиторы), снижающих температуру гидратообразования.

Известные способы сушки и очистки газа предусматривают подачу абсорбента в абсорбер, массообменное взаимодействие абсорбента с осушаемых газом и очистку в многофункциональном аппарате. Абсорбционные установки отличаются тем, что в них осуществляют непрерывное подведение абсорбента и отвод на регенерацию насыщенного влагой или продуктами окисления абсорбента в регенератор, а также рециркуляцию регенерированного поглотителя. Абсорбцию проводят в абсорберах поверхностного типа или используют смешение абсорбента и газа с одновременным охлаждением и сепарацией капель влаги.

Процесс сушки газа абсорбционным способом рассчитывают или графоаналитическим методом с использованием графиков для определения равновесного влагосодержания углеводородных газов, либо на основе уравнения Кремсера для расчетов числа контактных тарелок. Применение триэтиленгликоля для сушки и очистки газа в промышленности не получило широкого распространения из-за его дороговизны, поэтому оно оправдано при больших объемах перерабатываемого газа.

Гликолевая осушка газа

Гликолевая осушка газа представляет собой селективное поглощение паров воды специальным жидким абсорбентом. Сейчас на практике для решения такой задачи используются преимущественно диэтиленгликоли или триэтиленгликоли.

Обычно природный газ, поступающий из скважины, содержит много воды. Это нежелательно, поскольку влага может создать дополнительные проблемы при последующей транспортировке и переработке. Например, в случае низких температур произойдет замерзание воды в трубопроводе или образуются твердые гидраты с другими компонентами газа.

Такие соединения могут появляться и при высокой температуре. Их главная опасность состоит в возможной закупорке трубопроводов и технологического оборудования. Гликолевая осушка газа позволяет удалять воду и снижать температуру гидратообразования.

Суть процесса гликолевой осушки cводится к следующему. Сначала обезвоженный и концентрированный гликоль подают в верхнюю часть абсорбционной колонны. Там он взаимодействует с увлажненным газом. Поглощение воды гликолем обеспечивается за счет физической абсорбции. Разбавленный гликоль выходит с низа колонны. В свою очередь, осушенный газ выводится с верха абсорбера и дальше идет или в газопровод, или же на дальнейшую переработку.

Остается вопрос: что делать с разбавленным гликолем? Данное вещество из абсорбера дросселируется до низкого давления и подается в емкость выветривания. Это нужно для того, чтобы отделить растворенные углеводороды. Далее гликоль подогревают в рекуперативном теплообменнике и подают в регенератор. Последний состоит из насадочной колонны, ребойлера и конденсатора. Там происходит концентрация гликоля до исходной чистоты, что достигается благодаря испарению поглощенной ранее воды.

При сушке газа гликолем используется разница парциальных давлений водяных паров, имеющих место в абсорбенте и газе. Только от гигроскопичных свойств осушителя, температуры и давления, а также эффективной площади контакта зависит, какое количество влаги можно будет извлечь из газа при помощи абсорбента.

Осушка газа абсорбционным методом использует преимущественно гликоли, диэтиленгликоли и триэтиленгликоли, которые способны поглощать влагу до 40 г/л, а также кислые газы до 99% от их первоначального содержания.

Установка для осушки газа от GlobeCore

Установка для осушки газа Суховей

Рассмотрим процесс осушки атмосферного воздуха, который, как известно, является смесью различных газов (азота, кислорода, аргона, углекислого газа, водорода и др.). Для решения данной задачи компания GlobeCore разработала и производит установки типа «Суховей». Принцип их действия основан на осушке воздуха в двух адсорберах, работающих независимо друг от друга. Адсорберы заполнены синтетическим сорбентом. За счет наличия фильтра пыли установка обеспечивает также очистку уже осушенного воздуха от механических примесей.

Конструкция «Суховея» позволяет проводить регенерацию сорбента без привлечения стороннего оборудования. Восстановление поглотителя осуществляется за счет его прогрева горячим воздухом с температурой 390-430ºС.

источник

Добавить комментарий