Абсорбционные и адсорбционные методы извлечения

Из газа конденсата

Эти методы радикальны при подготовке к транспорту и получений ценных продуктов. Однако они дороги и в условиях форсированного отбора газа из залежи не всегда выгодны. В нашей стране они применяются редко.

Рис. 12.1 Схема абсорбцион­ной установки для осушки газа

1 - поглотительная колонна; 2 - теплообменник; 3 - выпарная ко­лонна (десорбер); 4 - подогрева­тель; 5 - конденсатор; 6 - насос

Абсорбционный способ основан на способности минеральных масел поглощать из природного газа преимущественно тяжелые углеводороды и отдавать их при нагревании.

В качестве поглотителя используются соляровое масло, керо­син, лигроин и даже более тяжелые фракции самого добывае­мого конденсата.

Установка напоминает ту, которая применяется для осушки газа (рис. (11.2). В первой, поглотительной колонне газ, двига­ющийся кверху, орошается стекающим по тарелкам абсорбен­том, отдает ему тяжелые углеводороды и уходит по назначению.

Насыщенный абсорбент поступает через теплообменник в десорбер, где из него выпариваются поглощенные углеводороды. Восстановленное масло, отдавшее свое тепло в теплообменниках и холодильниках, насосом возвращается в поглотительную ко­лонну.

Пары тяжелых углеводородов улавливаются в верхней части десорбера, конденсируются и направляются на дальнейшую пере­работку. Часть конденсата возвращается в колонну для улавли­вания и осаждения паров самого поглотителя (это так называемый рефлюкс).

Абсорбционные установки могут быть полностью автоматизи­рованы и обеспечивают достаточно полное извлечение конденсата из природного газа.

Адсорбционные методы извлечения конденсата весьма сходны с адсорбционными методами осушки газа. Применение адсорбционных установок для осушки газа ведет к по­путному улавливанию кон­денсата углеводородов. Но имеются и специаль­ные комбинированные ус­тановки, рассчитанные на одновременное извлечение из газа и конденсата уг­леводородов и паров воды.

В качестве поглотителя конденсата чаще всего используется акти­вированный уголь, изготовленный из твердых пород дерева или из косточек плодов некоторых фруктовых деревьев.

Адсорбционные методы извлечения конденсата отличаются пре­рывистостью процесса, необходимостью периодически менять отработанный поглотитель.

К недостаткам адсорбционных методов можно отнести также большие перепады давления в системе и высокие капиталовло­жения. Но эти методы обеспечивают глубокое извлечение тяжелых углеводородов и примесей газа, например, сероводорода.

13. Сепараторы и сепарация газа

Для механической очистки газа применяются различ­ные сепараторы. Все их можно объединить в 4 группы: гравита­ционные, инерционные, адгезионные, смешанные.

Гравитационные сепараторы основаны на принципе разделения потока веществ под действием силы тяжести. Кон­структивно они представляют собой сосуды большего, чем трубо­провод, диаметра, в которых скорость восходящего или горизон­тального потока газа настолько мала, что частицы воды, породы или окалины успевают осесть на дно, откуда периодически уда­ляются через выкидные линии.

Скорость газа в сепараторах обычно составляет 0,08-0,15 м/с.

В инер­ционных сепараторах используется различие инерции разде­ляемых веществ. Проток газа в сепараторе имеет переменное направление. Обладающие большей плотностью, чем газ, частицы жидкости, конденсата и породы прижимаются к стенкам сосуда и падают или стекают на дно. Очищенный газ продолжает свой путь. Типичным представителем такого сепаратора является цик­лонный.

А д г е з и о н н ы е сепараторы основаны на способности жид­ких и смоченных твердых частиц прилипать к поверхности твер­дых тел. В этих сепараторах струя очищаемого газа направля­ется на насадку, которую делают из сеток, гофрированных сталь­ных листов, колец и других материалов.

Жидкость с включенными твердыми частицами стекает с на­садок в нижнюю часть сепаратора и периодически удаляется от­туда. Газ проходит сквозь насадку и покидает сепаратор.

К смешанным относится и циклонный сепаратор с ко­жухом (рис. 13.1). В нем первичная очистка газа происходит в осадительной камере, расположенной между кожухом и собст­венно циклоном. Более тонкая очистка достигается в циклоне.

В верхней части аппарата находится еще одна осадительная камера, в которой улавливается жидкость, текущая по стенкам центральной трубы циклона в направлении потока газа. Сущест­вует много конструкций сепараторов, в которых смонтированы от нескольких единиц до нескольких десятков циклонов небольшого размера. Иногда циклонные элементы выполняются в виде турбин, вращаемых потоком газа.

Циклонные сепараторы способны к большим перегрузкам по расходу газа, но плохо работают при больших количествах примесей в газе. На практике сепараторы подбирают по расходу и давлению.

Наибольшее распространение получили сепараторы смешанного типа. В них используются все три принципа действия. Конструктивно сепараторы выполняются горизонтальными, вертикальными (рис. 13.2), цилиндрическими

и шаровыми.

Рис. 13.1 Циклонный сепаратор Рис. 13.2 Сепаратор комбинированного типа

На рис. 13.2 представлен вертикальный сепаратор. Очищаемый газ входит в среднюю часть вертикального сепаратора тангенциально. В результате происходит вращение потока и более плотные, чем газ, частицы прижимаются к стенкам сосуда и стекают по ним в нижнюю часть сепаратора.

Газ, пройдя через круговой зазор внутреннего цилиндра, направляется через его центральную часть в осадительную камеру, работающую по гравитационному принципу. В верхней части сепаратора находится жалюзийная насадка, которая задерживает не осевшие микрочастицы воды и конденсата.

Вертикальные сепараторы занимают меньше места, чем горизонтальные, но неудобны в монтаже и обслуживании; на практике больше распространены вертикальные сепараторы.

Основные технологические показатели сепараторов характеризуются эффективностью сепарации:

и коэффициентом уноса жидкости

где - масса жидкости на входе в сепаратор, кг; - то же на выходе, кг; - расход массы газа, кг. Лучшие сепараторы имеют эффективность 98 - 99%, а коэффициент уноса - 0,1-0,01%.