Осушка природных газов адсорбентами

ОСУШКА ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ АДСОРБЕНТАМИ [c.242]

В результате эксплуатации многих установок осушки природных газов адсорбентами установлены следующие общие черты процесса регенерации. [c.256]

Приведенные на рис. 166 значения равновесной влагоемкости Яр в динамических условиях меньше аналогичных значений для системы воздух—адсорбент . Это объясняется тем, что данные рис. 166 относятся к осушке природных газов и учитывают конкурирующее влияние присутствующих в газе углеводородов па адсорбцию паров воды. Эти данные получены па действующей установке после некоторого периода нормальной эксплуатации ее. Таким образом, кривые рис. 166 учитывают также естественное падение влагоемкости адсорбентов в процессе их эксплуатации в спстеме установки осушки газа. [c.248]

Установки, применяемые в этих случаях, практически всегда похожи на установку для осушки природного газа (рис. 111-39) она состоит из двух или более емкостей с осушителем. Когда один из осушителей работает, остальные находятся в стадии регенерации, осуществляемой путем продувки регенерирующего газа воздухом, нагретым паром или газами сгорания, либо непосредственно газами сгорания, проходящими через слой адсорбента при температуре около 200 °С. [c.164]

Осушка адсорбентами. Этиленгликоли применяются в основном для осушки природного газа и как первая ступень обезвоживания нефтезаводских газов, которые окончательно досушиваются твердыми адсорбентами. Такая ступенчатая осушка позволяет значительно снизить загрузку твердых адсорбентов. Помимо возможности получения большой депрессии точки росы, для установок с твердыми осушителями характерны малые эксплуатационные расходы, пониженная коррозия аппаратуры ио сравнению с осушкой жидкими поглотителями и возможность полной автоматизации процесса [14]. Недостатки этого способа — высокая первоначальная стоимость и сложность, цикличность действия установок. Большие первоначальные капиталовложения обусловливаются высокой стоимостью твердых поглотителей и необходимостью применения клапанов, переключающих аппараты с рабочего цикла на регенерацию адсорбента. [c.155]

Рис. 9. Влияние формы слоя адсорбента на продолжительность эффективного цикла осушки. При любом отношении высоты слоя к диаметру общее количество адсорбента принято постоянным и равным 640 кг на 10 м 1 сутки поступающего на осушку природного газа. Цифры на линиях — отношение высоты слоя к диаметру горизонтальная пунктирная линия — обычно принимаемое максимальное допускаемое влагосодержание газа.

Очистка от серы природного газа. При помощи молекулярных сит можно полностью очистить природный газ от сероводорода и меркаптанов. Этот адсорбент можно многократно полностью регенерировать без образования каких-либо вредных отложений или снижения адсорбционной емкости в результате других нежелательных явлений. Однако для экономичности этого процесса потребуется разработать новые циклы регенерации. Основным условием экономичности эксплуатации было в данном случае предельное снижение расхода продувочного газа, поскольку его приходится в последующем сжигать на факеле или использовать в качестве топлива. Последнее объясняется тем, что сернистые соединения из продувочного газа невозможно выделить простой конденсацией, как из воды в адсорбционных системах осушки природного газа. [c.84]

Замена обычных сорбентов цеолитами позволяет в ряде случаев (например, при осушке природного газа на промыслах) избежать стадии охлаждения осушаемого газа, что приводит к значительному сокращению энергозатрат и упрощению схемы. Поскольку адсорбционная способность цеолитов мало меняется с повышением температуры, тепло, выделяющееся в процессе поглощения паров воды, не оказывает значительного влияния на активность сорбента. Поэтому конструкция адсорберов с цеолитами может быть предельно проста (без охлаждающих змеевиков внутри аппарата) и процесс осушки проведен в адиабатических условиях. Малая чувствительность адсорбционной способности цеолитов к температуре позволяет уменьшить время охлаждения адсорбента после его регенерации, в результате чего рабочий цикл осушающей установки сокращается и, следовательно, увеличивается ее производительность. [c.371]

Рис. 104. Основные показатели регенерации адсорбента на установке осушки природного газа /—температура верха слоя (у входа регенерирующего газа) 2 — температура в нижней части слоя

На рис. 104 даны основные показатели регенерации адсорбента на установке осушки природного газа при температуре регенерирующего газа 149° С и давлении [c.252]

Выбор осуш ителя определяется его стоимостью, надежностью работы и требуемым качеством осушаемого газа. Оксид алюминия — наиболее дешевый адсорбент, он дает низкую точку росы — до минус 60 °С со средней адсорбционной способностью (см. рис. 8.2 и табл. 8.4). В работе [10] показано, что оксид алюминия проработал при осушке контролируемой атмосферы печей в течение 20 лет без перегрузки, но при осушке природного газа под давлением длительность эксплуатации адсорбента короче. Так, при осушке газа, содержащего 9 г/м" сероводорода, оксид алюминия проработал 5 лет. [c.131]

Потеря адсорбционной способности адсорбента во многом зависит от состава газа, тщательности сепарации его и регенерации осушителя. Ниже приведена адсорбционная способность адсорбентов, которую обычно принимают при проектировании установок осушки природного газа под давлением (для свежего адсорбента она определена при осушке воздуха с относительной влажностью 70% при 27 °С до точки росы —45°С и расходе воздуха 0,95 м на 1 кг адсорбента) [c.141]

Адсорбционные методы выделения и очистки мономеров занимают значительное место в производстве каучука, синтетических смол и пластмасс. Из года в год возрастает добыча природного газа, который в огромных количествах используется как топливо и как сырье в химической промышленности. При транспортировке газа на большие расстояния возникают осложнения из-за присутствия паров воды в газе. Глубокая осушка природного газа, а также газовых потоков в каталитических процессах достигается применением адсорбентов. [c.3]

Очень активными адсорбентами являются цеолиты, которые представляют собой алюмосиликаты кристаллической структуры с определенным размером пор. Цеолиты применяют для глубокой осушки природных газов, характеризуемой точкой росы ниже —30 °С, для очистки нефтезаводских газов от двуокиси углерода, сероводорода с одновременной их осушкой и т. д. Разрабатываются процессы селективного разделения природных и нефтезаводских газов на синтетических цеолитах. [c.9]

Результаты по осушке природного газа показали хорошую сходимость с данными по осушке воздуха. В условиях опыта была достигнута стабильная во времени точка росы ниже —60° С при активности сорбента 17 г на 100 г. Селективность адсорбции цеолитов по отношению к парам воды настолько ярко выражена, что присутствие других компонентов (кислорода и азота в воздухе, метана и этана в природном газе) практически не влияло на характер извлечения влаги (при Р — I ama). Высшие углеводороды, приводящие при регенерации к отложению в порах углеродистого осадка, и вследствие этого, дезактивирующие обычные твердые осушители, не проникают в мелкую структуру пор цеолитов типа NaA и СаА, вследствие чего срок службы адсорбента значительно выше, чем обычных адсорбентов. [c.43]

При осушке природного газа под давлением 20—80 ати исходят из 3— 4-летней долговечности работы адсорбента. [c.368]

В зависимости от этого в процессах осушки следует рационально использовать различные типы адсорбентов. Так, для осуществления глубокой осушки газовых смесей необходимым условием является применение цеолитов с увеличенным числом доступных для взаимодействия катионов, приходящихся на единицу массы адсорбента. Это приводит к более эффективному их использованию в области малых концентраций паров воды. Соответственно, процесс десорбции паров воды из таких цеолитов должен осуществляться при высоких температурах (свыше 300 °С) с отводом десорбированной влаги за счет вакуумирования или прод>вки сухим газом-носителем. Естественно, что при этом потребуются большие энергетические затраты на проведение десорбции. В тех случаях, когда не требуется глубокой осушки (осушка природного газа, предварительная осушка воздуха при его разделении и т.д.), процесс ос шки может быть осуществлен за счет нелокализованной адсорбции, например на силикагелях. Тогда процесс десорбции паров воды из силикагеля проводится при температурах 100— 200 °С с меньшими энергетическими затратами по сравнению с первым случаем. [c.11]

Рис. 104. Основные показатели регенерации адсорбента на установке осушки природного газа

По графикам рис. 105 и 106 можно быстро определить потерю напора Ар в слое адсорбента при осушке природного газа высокого давления [III-20] и осушке воздуха атмосферного давления [1П-20]. Гидравлическое сопротивление слоя с течением времени может сильно возрасти. Это объясняется тем, что при работе происходит механическое разрушение зерен поглотителя и частичное оседание слоя. [c.255]

Работами советских и зарубежных инженеров доказана перспективность применения микропористых адсорбентов для ряда важнейших задач газовой промышленности осушки природного газа перед закачкой в подземные хранилища [3], на установках его сжижения и гелиевых заводах [4—7], осушки пропано-бутановой фракции [8—10], очистки природного газа от двуокиси углерода [И], сероводорода [12—14], меркаптанов [15], сероочистки продуктов газобензиновых заводов [16]. [c.185]

Адсорбция — осаждение (концентрирование) компонентов жидкости или газа в микропорах и на поверхности твердого вещества., Адсорбционные методы широко применяют для осушки природного газа твердыми адсорбентами. [c.90]

Применение нашли два вида адсорбции физическая и химическая. В результате химической адсорбции поглощаемые вещества теряют свои индивидуальные качества, образуя комплекс с поверхностью адсорбента. Химическая адсорбция необратима и поэтому имеет сравнительно ограниченное применение. Важнейшее преимущество физической адсорбции по сравнению с химической — ее обратимость. Благодаря этому в промышленных процессах возможно в течение длительного времени с помощью одного и того же количества адсорбента обрабатывать большие массы газов или жидкостей, периодически восстанавливая его активность. Примером такого процесса может служить адсорбционная осушка природного газа. [c.206]

Изотерма 2 имеет область капиллярной конденсации, она характерна для адсорбентов с развитой системой крупных и средних пор. Эти адсорбенты весьма эффективны для извлечения из газов веществ, концентрация которых в газе близка к давлению насыщенного пара. Например, осушка природного газа, влажность которого соответствует его полному насыщению парами воды при параметрах осушки. Изотерма 3 характерна для мелкопористых сорбентов, имеющих вторичную пористую структуру, например гранулированные цеолиты. [c.207]

Наряду с осушкой природного газа адсорбционные схемы используют для очистки газа от сероводорода и сераорганических примесей. В качестве адсорбентов используют в основном цеолиты (как искусственные,, так и природные). При этом одновременно с извлечением сероводорода происходит и осушка газа. [c.120]

На установках осушки природного газа со стационарным слоем адсорбента наиболее доступным и экономичным способом регенерации является продувка слоя подогретым потоком природного газа с последующим отводом его на осушку или в магистральный газопровод. [c.129]

В табл. П1.2 приведены экспериментальные данные о влагоем-кости цеолита и оксида алюминия и глубине осушки природного газа этими адсорбентами после регенерации их в потоке сухого природного газа (с точкой росы —48 °С) при различных давлениях и температурах. Анализ этих данных показал, что температура регенерации оказывает более существенное влияние на эффективность процесса, чем давление. Поэтому регенерацию адсорбентов— осушителей целесообразно проводить при том же давлении, при котором осушают газ. [c.131]

В иромышленности США наиболее широко применяются методы обезвоживания жидкими осушителями — многоатомными спиртами пли твердыми адсорбентами тина боксита и синтетических гелей окисей алюминия и кремния. Реже употребляются способы осушки природного газа путем ипжекции ингибиторов — метанола и дпэтиленгликоля (ДЭГ) — и прямой подогрев газа в отдельных точках трубопровода [14]. [c.154]

На протяжении последних 20 лет адсорбционные процессы широко используются для осушки природного газа высокого давления. Из твердых адсорбентов в процессах осушки газа чаще всего применяют активированный силикагель и активированный алюмогель. Возможность промышленного извлечения углеводородов при помощи адсорбционных процессов была доказана несколько лет назад, когда были разработаны компактные осушительные установки с малой продолжительностью рабочего цикла, монтируемые непосредственно на устье скважины [8, 9, 26, 27]. Применение активированного силикагеля в адсорберах небольшой емкости и сокращение продолжительности рабочего цикла позволили достигнуть высокой полноты извлечения углеводородных жидкостей на установках осушки газа. Хотя в отдельных случаях одновременное извлечение углеводородов и влаги на таких осушительных установках и может иметь промышленное значение, полнота извлечения углеводородов па этих установках сравнительно не-, велика. Полнота извлечения фракции изопентан и выше из природногв газа пе превышает примерно 50% извлечение же пропана и бутанов на осушительных установках с малой продолжительностью цикла оказалось вообще невозможным. [c.30]

Рис. 8. Влияние формы и размеров слоя адсорбента на полноту осушки. Осушка природного газа. Цифры на линиях — размеры адсорбера (вг адсорбента на 10 м 1сутки осушаемого газа).

Для осушки природного газа обычно применяют молекулярные сита типа 4А в форме таблеток. Так как все углеводороды, кроме метана и этапа, совершенно не адсорбируются в порах этого материала, постепенное снижение адсорбционной емкости, вызываемое накоплением тяжелых углеводородов или закоксовыванием адсорбента, спльно замедляется. [c.80]

Принято считать, что первая установка такого типа построена и пущена в эксплуатацию в США в 1957 г. компанией Шелл Ойл [9, 10]. В качестве адсорбента, как правило, на короткоцикловых установках используют силикагель. Вначале силикагелевые установки применяли только для осушки природного газа, чтобы предотвратить образование кристаллогидратов в газопроводах. Однако в процессе эксплуатации было установлено, что наряду с влагой происходит выделение углеводородов бензинового ряда и осушающие установки стали переоборудоваться в установки, совмещающие функции осушки и отбензинивания. При этом возросло число компонентов, подлежащих извлечению, и соответственно в условиях постоянных габаритов и загрузки адсорберов должна быть сокращена [c.334]

Ход регенерации адсорбента на установке осушки природного газа представлен на рис. 12. 9. На этой установке для регенерации используется газ, нагретый до 149° С. Из рис. 12.9 видно, что температура регенерируюш его газа, выходяш его из адсорберов (с низа слоя), быстро возрастает приблизительно до 77° С, а затем па протяжении периода испарения основной массы адсорбированной воды остается почти постоянной. Регенерацию считают законченной, когда температура выходящего газа быстро поднимается и будет приблизительно на 28—30 град ниже температуры поступаюн1,его газа. [c.287]

Технологические схемы установок. Типичная схема установки осушки природного газа под высоким давлением представлена на рис. 12.14. По этой схеме газ для регенерации адсорбента отбирается от главного потока влажного газа до редукционного клапана, вследствие чего поддерживается достаточное давление для течения регенерирующего газа через печь, адсорбер, холодильник и сепаратор, после чего этот газ возвращается в линию влажного газа. По д[ у-гой схеме охлажденный газ после регенерации возвращается в систему примерно посредине высоты адсорбера, включенного на осушку. В этом случае для создания движущей силы, обеспечивающей течение регенерирующего газа, вместо падения напора в редукционном клапане используется падение напора в первой половине слоя, и требуелюе падение напора всей осушительной установки снижается. На [c.291]

Очистка природного газа. Процесс адсорбции на молекулярных ситах можно использовать и для очистки природного газа, содержащего сероводород и другие сернистые соединения. Особенно благоприятной оказывается экономика такого процесса в тех случаях, когда одновременно требуется и осушка природного газа. На описанной в литературе [17] опытной установке имелись два адсорбера, вмещающие по 450 кг молекулярных сит продолжительность периода адсорбции составляла 2,5 ч. Эта установка была запроектирована для осушки и очистки 140 тыс. в сутки природного газа под давлением 31,5 ат. Исходный газ содержал 960 мг м сернистых соединений (в пересчете на сероводород). Продолжительность регенерации составляла около 1,5 ч. Ее проводили, применяя циркуляцию горячего масла по змеевикам, находящимся в слое адсорбента, в сочетании с продувкой через слой природного газа в количестве 28—170 м 1ч. Продувочный газ, который содержал весь адсорбированный сероводород, сжигали на факеле. Охлаждение достигалось путем 1щркуляции газа через слой адсорбента и выносной холодильник в течение около 1 ч. [c.312]

Твердые осушители — адсорбенты — предпочтительны в случае необходимости удаления из газа, наряду с осушкой, других вредных химических шединений, так как одповремеиио селективно удаляются ацетилен, алифатические, ароматические и серосодержащие углеводороды. Установки адсорбционной осушки используют на промыслах для осушки природных газов, поступающих с отдельных скважин, на головных сооружениях магистральных газопроводов, расположенных в северных районах, в процессе сжижения природного газа, получения гелия, на газобензиновых и нефтехимических заводах. [c.112]

Для осушки природного газа в промышленных установках применяют следующие адсорбенты силикагели, оксид алюминия и цеолиты (молекулярные сита). Эти адсорбенты в зависимости от наличия в них пор преобладающего размера также подразделяются на микропористые, макропористые и переходнопористые. Так, силикагели причисляют к переходнопористым, а цеолиты — к микропористым адсорбентам. Адсорбент в каждом случае выбирают, исходя из требуемых условий осушки, так как свойства адсорбентов-осушителей различны. [c.113]

При использовании цеолитов типа 4А пропан и выше не сорбируются, следовательно, загрязнения пор и полимеризации при регенерации не происходит. Соли и механические примеси можно удалять из оксида алюминия промывкой водой, так как этот адсорбент прочен к ее воздействию. От нримеси масла избавляются охлаждением газа или фильтрованием через боксит, который поглощает пары масел в количестве я 2,5 % (масс.) от собственной массы. При осушке природного газа, содержащего 9 г/м сероводорода, оксид алюминия был в эксплуатации без перегрузки с отсутствие кислорода в течение 5 лет. Цеолиты поглощают серосодержащие вен1ества, и для осушки газа, в котором эти вещества присутствуют, применяют цеолит [c.142]

Представлены результаты исследования процесса осушки природного газа на установке производительностью 50 тыс. м газа в сутки. В качестве осушителей были испытаны цеолиты NaA со связующим н без сиязующех о, шариковая окись алюминия А-2 и сфераль IT. Установлено, что исследованные адсорбенты обладают стабильными адсорбционными свойствами по парам воды в процессе длительной работы (6—9 месяцев) в условиях, близких к производственным. При этом динамическая влагоемкость цеолита без связующего составила 17.5 вес.%, цеолита со связующим — 13.5 вес. %. окиси алюминия — 11.5 вес. %. Показано, что влагоемкость адсорбентов с уменьшением длительности и температуры регенерации снижается. Остаточная влажность цеолитов заметно влияет на глубину осушки газа так, при увели-чепии остаточной влажности цеолита без связующего от 1 до 2 вес. % точка росы осушенного газа повышается с —62 до —50° С. Установлено, что наибольшей механической прочностью в процессе работы в стационарном слое обладает окись алюминия А-2, далее следует сфераль IT, цеолит без связующего, цеолит со связующим. Рис. — 5, табл. — 2. [c.273]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология