Осушка газу: визначення, характеристика, способи і види роботи, застосування установки і спеціального обладнання

На сьогоднішній день відомо безліч різноманітних домішок. Наприклад, це можуть бути механічні забруднення. Вони містяться як у стислому повітрі, так і у самому природному газі. Після того як ці домішки потрапляють в установки, наприклад в магістралі з перекачування газу, то всі прилади, що працюють в цьому місці, піддаються впливу даних частинок. Це призводить до того, що сильно збільшується їх знос.

Волога в якості домішки

Природно, потрібно розуміти, що механічні домішки - це не єдина проблема. Досить велику небезпеку несе таку речовину, як звичайна рідина, вода. Як би це не звучало дивно, але саме під час видобутку природного газу проблема з водою стоїть досить гостро. Це виражається в тому, що можливе утворення водяних парів. Їх виникнення, а також щільність залежить від розташування місця видобутку. Хоча тут важливо відзначити, що пари такого типу присутні у будь-якому випадку, просто їх концентрація може бути різною.

Чим небезпечна волога?

Причина досить очевидна - корозія металевих труб, по яких переміщується газ. В основному всі прилади, як і трубопроводи, складаються саме з сплавів заліза. Наявність вологи усередині такої труби призведе до того, що утворюються гідрати. Крім цього, не виключено освіта і звичайного льоду. Наявність будь-якої з цих домішок призведе до наступного ефекту: всередині утворюється пробка, яка буде перешкоджати транспортуванню природного газу. Крім того, поява гідратів порушує роботу більшості регулюючих органів, що відповідають за підтримання належного тиску. З усього цього випливає, що осушка газу - процедура видалення такої домішки, як волога. Дана проблема стоїть найбільш гостро саме при транспортування блакитного палива. Тут також варто додати, що більшість установок з видобутку леткої речовини знаходяться далеко від інфраструктури, на Крайній Півночі. З цих причин усі установки повинні відповідати деяким правилам. Перша і найбільш важлива вимога - це здатність функціонувати при достатньо широкому діапазоні зовнішніх температур, включаючи найбільш низькі. Друга важлива вимога - це надійність установок, а третє - доступність експлуатації і обслуговуванні.

Способи осушення

Осушка газу - це метод, який дозволяє позбавитися від утворення гідратів або крижаних пробок. В даний час розрізняють чотири основних методи проведення цієї операції.

Охолодження. В даному випадку використовується холод, як природні, так і штучно створений.

Метод абсорбції передбачає використання рідких поглиначів.

Метод адсорбції проводиться з використанням твердого поглинача.

Ще один спосіб є комбінованим. Наприклад, можна використовувати абсорбцію і охолодження.

Спосіб охолодження газу

Перший спосіб осушення газу - це охолодження. Метод ґрунтується на тому, що вологість газу змінюється в залежності від навколишньої температури. Приміром, якщо охолодити газ, який до цього був теплим, то частина вологого пара сконденсируется. Конденсат, який випаде в даному випадку, досить просто видалити, а сам газ буде мати більш низьку точку роси. Для того щоб досягти необхідної осушки газу таким способом, потрібно, щоб він остудився до температури, яка буде трохи нижче, ніж мінімальний показник у трубопроводі.
Що стосується природного охолодження, то він можливий протягом зимового періоду й у тому випадку, якщо трубопровід було прокладено над землею. Також температура повітря повинна бути нижче, ніж показники ґрунту. Є ще один спосіб, який можна використовувати. Для цього необхідно, щоб родовище володіло запасами природного і нафтового газу. В такому випадку з'являється можливість охолодити нафтовий газ холодом в теплообміннику. Холод береться в ньому після процедури дроселювання природного палива. Проводити охолодження можна і дроселюванням нафтового газу. Є ще один спосіб охолодження, який часто застосовується на різних заводах з переробки газу. Штучний метод проводиться з використанням аміаку або пропану. Для цього проводиться випаровування цих речовин. Так, варто відзначити, що осушення природного газу охолодженням у будь-якому випадку буде частково видаляти такі речовини, як важкі вуглеводні.

Рідкі поглиначі

Абсорбційна осушка газу, а точніше її суть полягає в тому, що деякі рідкі речовини здатні вбирати в себе вологу з повітря. Для того щоб речовину можна використовувати в якості такого поглинача, воно повинно підходити по декільком вимогам:

вологоємність речовини повинна бути дуже високою;

поглинач не повинен бути токсичним;

стабільність;

предмет не повинен володіти корродирующими характеристиками;

розчинність поглинача в такому речовині, як газ або рідкий вуглеводень, повинна бути мінімальною;

регенерація поглинача - проста.

Найкращі речовини, які підходять під цей опис, - ДЕГ і ТЕГ. Розшифровуються вони як діетиленгліколь і триэтиленгликоль. Якщо розглядати в основному тільки російські місця і способи видобутку, то найчастіше використовується саме ДЕГ. В якості речовини застосовують такий хімічний реагент, як хлористий кальцій.

Поглиначі твердого типу

Адсорбційна осушка газу побудована приблизно на тому ж принципі, що і попередній метод, однак замість рідкого речовини тут використовуються тверді матеріали. В даному випадку ці предмети називають адсорбентами. Вони відрізняються тим, що їх площа досить велика, до того ж вся вона покрита безліччю капілярних пір. В якості таких матеріалів можна успішно застосовувати таку сировину, як активована окис алюмінію, боксит, флорит і кілька інших речовин. Тут дуже важливо відзначити, що якщо газ попередньо не пройде очищення від деяких інших домішок, таких як важкі вуглеводні або сірководень, то здатність адсорбентів вбирати вологу буде значно знижена. Це говорить про те, що схема осушки газу не може використовуватися як самостійна система. Щоб здійснити регенерацію твердих поглиначів, потрібно використовувати або сухий гарячий газ або повітря.

Конструкція установок для осушування

Обладнання для осушування складається з кількох збірних елементів, вони обладнані всіма засобами контролю, а також управління для виконання операції. Все це обладнання відрізняється наступними особливостями:

процес регенерації здійснюється в повністю закритому контурі, до того ж без споживання природного палива;

до складу входять логічні схеми автоматичного типу, що відповідають за управління та контроль всієї системи;

рама-підстава для цього пристосування стоїть окремо;

обслуговування та використання таких установок максимально просте;

гнучкість станцій та їх надійність досить високі;

при складанні вони виготовляються таким чином, щоб обладнання могло функціонувати на 100 % за умови дуже низьких температур.

Пристрої з рідкими поглиначами

Якщо в якості методу осушення газу був обраний абсорбційний, то в такому разі основним апаратом буде абсорбер. Це цілком зрозуміло. Установка осушки газу має й інші елементи, однак це є найбільш важливим. Абсорбер являє собою барботажную колону, що використовується в якості масообміну. Також тут є спеціальні тарілки, у яких є ковпаки круглої або конусної форми. Вони будуть відповідати за те, щоб на тарілках завжди підтримувався необхідний рівень рідини.

Використання методів осушення

Як можна помітити, що існує деяка кількість різноманітних методів осушки газу, однак варто додати, що їх не завжди вдається використовувати. При виборі методу дуже важливо враховувати місцевість, де проводиться видобуток і, природно, економічні витрати і вигоду.
Таким чином, в лабораторіях найчастіше застосовується лише один - хімічний спосіб осушення. Тут важливо розуміти, що насправді існує дуже багато речовин, які можуть виступати в ролі абсорбентів або адсорбентів. Хоча проблема полягає в тому, що використання хімічних речовин - це одноразовий процес, подібний факт означає, що його застосування повністю не рентабельно в індустріальному масштабі. Враховуючи досить великі обсяги газової індустрії в Росії, можна зробити висновок, що це буде досить затратно. Все це підштовхнуло індустрію до розвитку повністю фізичних методів осушення. Наприкінці варто лише додати, що метод абсорбції з точки зору економічних витрат, а також складності технічного виконання набагато простіше і дешевше, ніж адсорбція, що і зумовило поширення рідких поглиначів.