Suszenie gazu: definicja, charakterystyka, metody i rodzaje pracy, zastosowanie instalacji i wyposażenia specjalnego

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Obecnie znana jest szeroka gama zanieczyszczeń. Na przykład może to być zanieczyszczenie mechaniczne. Znajdują się one zarówno w sprężonym powietrzu, jak iw samym gazie ziemnym. Po dostaniu się tych zanieczyszczeń do instalacji np. w gazociągach wszystkie urządzenia pracujące w tym miejscu są narażone na działanie tych cząstek. Prowadzi to do tego, że ich zużycie znacznie się zwiększa.

Wilgoć jako zanieczyszczenie

Oczywiście musisz zrozumieć, że zanieczyszczenia mechaniczne nie są jedynym problemem. Dość duże niebezpieczeństwo niesie taka substancja jak zwykła ciecz, woda. Bez względu na to, jak dziwnie to zabrzmi, ale to podczas wydobywania gazu ziemnego problem z wodą jest dość dotkliwy. Wyraża się to tym, że możliwe jest tworzenie się pary wodnej. Ich występowanie, a także gęstość zależy od lokalizacji miejsca wydobycia. Chociaż należy tutaj zauważyć, że te rodzaje oparów są obecne w każdym przypadku, chodzi tylko o to, że ich stężenie może być inne.

Co jest niebezpiecznewilgoć?

Powód jest dość oczywisty – korozja metalowych rur, przez które przepływa gaz. Zasadniczo wszystkie urządzenia, podobnie jak rurociągi, składają się ze stopów żelaza. Obecność wilgoci wewnątrz takiej rury doprowadzi do powstania hydratów. Ponadto nie wyklucza się powstawania zwykłego lodu. Obecność któregokolwiek z tych zanieczyszczeń doprowadzi do następującego efektu: wewnątrz utworzy się korek, który uniemożliwi transport gazu ziemnego. Dodatkowo pojawienie się hydratów zakłóca pracę większości organów regulacyjnych odpowiedzialnych za utrzymanie prawidłowego ciśnienia.

Z tego wszystkiego wynika, że suszenie gazowe jest procedurą usuwania takich zanieczyszczeń jak wilgoć. Ten problem jest najbardziej dotkliwy w transporcie błękitnego paliwa. Warto w tym miejscu dodać, że większość instalacji do wydobycia substancji lotnych znajduje się z dala od infrastruktury, na Dalekiej Północy. Z tych powodów wszystkie instalacje muszą przestrzegać określonych zasad. Pierwszym i najważniejszym wymaganiem jest możliwość funkcjonowania w odpowiednio szerokim zakresie temperatur zewnętrznych, w tym najniższych. Drugim ważnym wymogiem jest niezawodność instalacji, a trzecim dostępność w eksploatacji i konserwacji.

Metody suszenia

Suszenie gazowe to metoda, która pozwala pozbyć się powstawania hydratów lub czopów lodowych. Obecnie istnieją cztery główne metody przeprowadzania tej operacji.

1. Chłodzenie. W tym przypadku stosuje się zimno, zarówno naturalne, jak isztucznie stworzony.
2. Metoda absorpcji wykorzystuje płynne pochłaniacze.
3. Metoda adsorpcji jest przeprowadzana przy użyciu już solidnego absorbera.
4. Inny sposób jest połączony. Na przykład można zastosować absorpcję i chłodzenie.

Metoda chłodzenia gazem

Pierwszym sposobem osuszenia gazu jest chłodzenie. Metoda opiera się na fakcie, że wilgotność gazu zmienia się w zależności od temperatury otoczenia. Na przykład, jeśli schłodzisz gaz, który był wcześniej ciepły, część mokrej pary ulegnie skropleniu. Kondensat, który w tym przypadku wypadnie, można po prostu usunąć, a sam gaz będzie miał niższy punkt rosy. Aby w ten sposób osiągnąć niezbędne osuszenie gazu, konieczne jest jego schłodzenie do temperatury nieco niższej niż minimalna wartość w rurociągu.

Jeśli chodzi o chłodzenie swobodne, jest to możliwe w okresie zimowym i jeśli rurociąg był ułożony nad ziemią. Również temperatura powietrza powinna być niższa niż gleby. Jest inny sposób, w jaki możesz użyć. Aby to zrobić, konieczne jest, aby złoże posiadało rezerwy gazu ziemnego i naftowego. W takim przypadku staje się możliwe schłodzenie gazu olejowego zimnem w wymienniku ciepła. Zimno jest w nim pobierane po procedurze dławienia naturalnego paliwa. Chłodzenie można również przeprowadzić przez dławienie gazu olejowego.

Istnieje inna metoda chłodzenia, często stosowana w różnych zakładach przetwarzania gazu. Sztuczną metodę przeprowadza się przy użyciu amoniaku lub propanu. W tym celu przeprowadza się odparowanie tych substancji. Dlatego warto zauważyć, że suszenie gazu ziemnego przez chłodzenie w każdym przypadku częściowo usunie substancje, takie jak ciężkie węglowodory.

Pochłaniacze cieczy

Suszenie absorpcyjne gazu, a właściwie jego istota, polega na tym, że niektóre substancje płynne są w stanie pochłaniać wilgoć z powietrza. Aby substancja mogła być stosowana jako taki absorbent, musi spełniać kilka wymagań:

• wilgotność substancji musi być bardzo wysoka;
• absorbent nie może być toksyczny;
• stabilność;
• element nie może mieć właściwości żrących;
• rozpuszczalność absorbera w substancji takiej jak gaz lub ciekły węglowodór powinna być minimalna;
• regeneracja absorbera - prosta.

Najlepsze substancje pasujące do tego opisu to DEG i TEG. Są one rozszyfrowane jako glikol dietylenowy i glikol trietylenowy. Jeśli weźmiemy pod uwagę głównie rosyjskie miejsca i metody produkcji, to najczęściej stosuje się DEG. Jako substancję stosuje się odczynnik chemiczny, taki jak chlorek wapnia.

Amortyzatory typu stałego

Odwadnianie gazów adsorpcyjnych opiera się w przybliżeniu na tej samej zasadzie, co poprzednia metoda, ale zamiast substancji płynnych stosuje się materiały stałe. W tym przypadku elementy te nazywane są adsorbentami. Różnią się tymich powierzchnia jest dość duża, poza tym pokryta jest wieloma porami kapilarnymi. Surowce takie jak aktywowany tlenek glinu, boksyt, floryt i kilka innych substancji mogą być z powodzeniem stosowane jako takie materiały.

Bardzo ważne jest, aby pamiętać, że jeśli gaz nie zostanie wcześniej oczyszczony z innych zanieczyszczeń, takich jak ciężkie węglowodory lub siarkowodór, wówczas zdolność adsorbentów do pochłaniania wilgoci zostanie znacznie zmniejszona. Sugeruje to, że obwód osuszania gazu nie może być używany jako niezależny system. Aby zregenerować absorbenty stałe, należy użyć suchego gorącego gazu lub powietrza.

Projektowanie suszarni

Sprzęt do suszenia składa się z kilku prefabrykowanych elementów, wyposażonych we wszystkie elementy sterujące i elementy sterujące do wykonywania operacji. Cały ten sprzęt ma następujące cechy:

• proces regeneracji odbywa się w obiegu całkowicie zamkniętym, ponadto bez zużycia paliwa naturalnego;
• wbudowane automatyczne obwody logiczne odpowiedzialne za zarządzanie i kontrolę całego systemu;
• rama podstawowa dla tego urządzenia jest oddzielna;
• konserwacja i użytkowanie takich instalacji jest tak proste, jak to tylko możliwe;
• elastyczność i niezawodność stacji są dość wysokie;
• po złożeniu są wykonane w taki sposób, aby sprzęt mógł działać w 100% w warunkach bardzo niskich temperatur.

Urządzenia z pochłaniaczami cieczy

Jeżeli jako metodę osuszania gazu wybrano absorpcję, wówczas głównym aparatem będzie absorber. To całkiem zrozumiałe. Suszarnia gazu ma inne elementy, ale ten jest najważniejszy. Absorber to kolumna barbotażowa stosowana jako transfer masy. Istnieją również specjalne talerze z okrągłymi lub stożkowymi nasadkami. Będą oni odpowiedzialni za zapewnienie, że wymagany poziom płynu jest zawsze utrzymywany na płytkach.

Korzystanie z metod suszenia

Jak widać, istnieje wiele różnych metod osuszania gazu, ale należy dodać, że nie zawsze można z nich skorzystać. Przy wyborze metody bardzo ważne jest uwzględnienie obszaru, na którym prowadzone jest wydobycie oraz oczywiście kosztów i korzyści ekonomicznych.

Tak więc w laboratoriach najczęściej stosowana jest tylko jedna - chemiczna metoda suszenia. Ważne jest, aby zrozumieć, że w rzeczywistości istnieje wiele substancji, które mogą działać jako absorbenty lub adsorbenty.

Chociaż problem polega na tym, że stosowanie chemikaliów jest procesem jednorazowym, fakt ten oznacza, że nie jest on całkowicie opłacalny na skalę przemysłową. Biorąc pod uwagę dość duże wolumeny przemysłu gazowego w Rosji, możemy stwierdzić, że będzie to bardzo kosztowne. Wszystko to popchnęło przemysł w kierunku opracowania całkowicie fizycznych metod suszenia. Na końcutrzeba tylko dodać, że pod względem kosztów ekonomicznych, a także złożoności technicznej realizacji, metoda absorpcji jest znacznie prostsza i tańsza niż adsorpcja, która doprowadziła do rozpowszechnienia się absorberów cieczy.