ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Подготовка газов к переработке из "Общие свойства и первичные методы переработки нефти и газа Издание 3 Часть 1" Природные и попутные нефтяные (иначе нефтепромысловые) углеводородные газы являются ценным сырьем для производства топлив и сырья для нефтехимического синтеза. Основные продукты первичной переработки этих газов — газовый бензин, сжиженные и сухие газы, технические индивидуальные углеводороды пропан, изобутан, и-бутан, пентан. Переработка природных и попутных нефтяных газов осуществляется на газоперерабатывающих заводах, которые строятся на крупных нефтяных и газовых промыслах . [c.153] Для улучшения качества продуктов и условий эксплуатации оборудования газоперерабатывающих заводов углеводородные газы предварительно подвергают очистке от механических примесей (взбешенных частиц пыли, песка, продуктов коррозии газопроводов и т. д.), осушке и, наконец, очистке от сероводорода и двуокиси углерода. [c.153] На промыслах нефть из скважин поступает в трапы высокого, среднего и низкого давления, где за счет перепада давления из нее выделяются растворенные газы и отводятся на газоперерабатывающий завод. Нефть далее подается в резервуары, отстаивается в них от основной массы воды, после чего направляется на стабилизацию, т. е. извлечение легких компонентов этана, пропана, бутанов и частично пентанов. Стабильную нефть перекачивают на нефтеперерабатывающий завод, а выделенные газы стабилизации служат дополнительным сырьем газоперерабатывающих заводов. [c.153] Линии I — запыленный газ II — очищенный газ. [c.154] Из формулы (89) видно, что центробежная сила тем больше, чем мен ше радиус циклона. При большом количестве подлежащего очистке газа устанавливают группы циклонов по 4—8 штук. Применяются также циклоны батарейного типа, объединяющие в одном агрегате от нескольких десятков до сотен циклонов. [c.154] Мокрая газоочистка основана на тесном контакте потока запыленного газа с жидкостью (минеральным маслом). При этом твердые частицы удерживаются жидкостью. Для мокрой газоочистки применяют скрубберы, мокрые циклоны, вращающиеся нромыватели и др. Скорость газа в свободном сечении скруббера может быть равной 0,5—1,5 м сек. Скрубберы этого типа относятся к аппаратам средней степени очистки (80—90%). Более эффективны барботеры с колпачковыми распределителями. Скорость газа в них не превышает 0,25—0,35 л1/сек, и масло интенсивно перемешивается с газом. Образуется большой объем пены, отчего эти аппараты получили название пенных. [c.156] Пенные аппараты улавливают 98—99% пыли с диаметром частиц более Ъ мк ж 1Ъ—80% — с размером частиц менее 5 мк. Устройство однополочного пенного аппарата показано на рис. 69. [c.156] На практике о влагосодержании природного газа судят но его точке росы, понимая под этим температуру, ниже которой водяной пар конденсируется (выпадает из газа в виде росы ). [c.157] 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 и др. Наибольшее распространение получил способ осушки газов с помощью жидких и твердых поглотителей. [c.157] Сущность процесса осушки газа жидкими пог.лотителями заключается в следующем (рис. 70). 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 ат. Сверху абсорбера выходит осушенный газ, а снизу — обводненный абсорбент. Обводненный абсорбент поступает в другой аппарат — десорбер для отгонки воды. Этот процесс проводят при повышенных температурах, но не выше 170° С для диэтиленгликоля и 191° С для триэтилен-гликоля, так как выше этих температур гликоли разлагаются. [c.157] 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. [c.158] Линии 1 — исходный газ II — осушенный газ III — гликоль IV — обводненный гликоль V — вода на орошение. [c.158] Осушка газа твердыми поглотителями основана на явлении адсорбции — концентрирования одного из компонентов паровой или жидкой фазы на поверхности твердого вещества (адсорбента). Природа сил, удерживающих эти компоненты на поверхности адсорбента, полностью не выяснена. Предложено много теорий, объясняющих это явление. Согласно теории Лэнгмюра, на поверхности твердых адсорбентов имеются участки со свободными остаточными валентностями. Когда адсорбируемая молекула из газовой фазы попадает на незанятый активный центр поверхности, молекула не отталкивается в газовую фазу, а остается связанной с поверхностью. В начальный момент адсорбции существует весьма большое число активных центров и число молекул, связанных поверхностью, превышает число молекул, отрывающихся от нее. По мере покрытия всей поверхности вероятность попадания молекул газа на незанятый активный центр уменьшается, наступает состояние равновесия, нри котором скорость адсорбции и десорбции выравнивается. В соответствии с теорией Лэнгмюра, адсорбированное вещество удерживается на поверхности адсорбента в виде пленки мономолекулярноп толщины. Допускается вместе с тем, что силовые поля адсорбированных молекул могут претерпеть такие изменения, что они будут способны притягивать к себе второй такой слой, третий и т. д. С повышением давления и понижением температуры количество адсорбированного вещества увеличивается. [c.158] Из числа промышленных адсорбентов для осушки газов применяются силикагель, aлюмorev ь (активированная окись алюминия), активированный боксит и молекулярные сита 4А и 5А. В последнее время молекулярные сита получили широкое распространение не только для осушки, но и во многих других процессах нефтепереработки и нефтехимии. Молекулярные сита представляют собой кристаллические цеолиты (водные алюмосиликаты кальция, натрия и других металлов), обладающие высокой избирательностью адсорбции но размерам молекул, в результате чего молекулы малых размеров адсорбируются предпочтительно по сравнению с крупными дюлекулами. В противоположность обычным адсорбентам типа алюмогелей или силикагелей поры в кристаллической решетке молекулярных сит отличаются идеальной однородностью размеров, и поэтому можно количественно отделять мелкие молекулы, проникающие внутрь этих пор, от более крупных. Вследствие того что адсорбция на них представляет собой своеобразное просеивание смесей молекул с их сортировкой по размерам, они получили название молекулярные сита . Характеристика адсорбентов, применяемых для осушки газа, приведена в табл. 31. [c.159] В последние годы широкое распространение получают так называемые короткоцикловые адсорбционные процессы осушки газов. Продолжительность адсорбции составляет от 1,5 до 10 мин, причем адсорбция ведется при повышенном давлении и нормальной температуре, а регенерация адсорбента — при атмосферном давлении и той же температуре. Применение короткоцикловой адсорбции позволяет повысить производительность установки за счет резкого сокращения времени регенерации, хотя адсорбент регенерируется не полностью. При короткоцикловой адсорбции в качестве адсорбента применяют силикагель. [c.160] Промышленных методов очистки газов от HjS и Oj весьма много. Из них наибольший интерес представляет очистка этанол-аминами, позволяющая при некоторых условиях совместить удаление НгЗ, СО2 и Н О. Кроме этаноламиновой очистки для этой цели применяется водная промывка и очистка водными растворами карбонатов щелочных металлов. Этаноламиновая очистка углеводородных газов от HjS и СО а была разработана еще в 1930 г. Сейчас этот метод широко применяется в разных вариантах при подготовке сырья для нефтехимического синтеза. При очистке природных газов применяется водный раствор моноэтаноламина концентрацией 15— 20%. Помимо низкой стоимости моноэтаноламин характеризуется высокой реакционной способностью, стабильностью и легкостью регенерации. Температура кипения моноэтаноламина 170° С, он неограниченно растворяется в воде. [c.161] Процесс поглощения сероводорода и двуокиси углерода этанол-амином проводится при высоком давлении и температуре 25—40° С, а регенерация поглотителя осуществляется при низком давлении и температуре выше 105° С. [c.161] Для одновременной очистки газа от сероводорода, двуокиси углерода и воды применяют смесь этаноламина с этиленгликолем. Такая комбинированная очистка приводит к обезвоживанию сырья и снижению расхода водяного пара, используемого для регенерации растворителей. На рис. 72 приведена технологическая схема очистки природного газа смесью этаноламина с этиленгликолем. [c.161] К нему входят растворы этиленгликоля и этаноламина. С верха абсорбера уходит очищенный газ, снизу — поглотительный раствор с абсорбированными сероводородом и двуокисью углерода раствор проходит теплообменник, паровой подогреватель и входит в середину десорбера. Из десорбера сверху уходят сероводород и двуокись углерода, снизу откачивают регенерированный поглотительный раствор. Часть этого раствора подогревается в кипятильниках и возвращается в десорбер для подвода тепла, а остальное количество охлаждается в теплообменнике и холодильнике и подается на верх абсорбера. [c.162] Вернуться к основной статье