Подготовка газов к переработке

С промыслов природные, попутные газы и газовый конденсат газоконденсатных месторождений поступают на газоперерабатывающие заводы.

Современные ГПЗ представляют собой комплекс крупных технологических установок, предназначенных как для подготовки газа к его дальнейшей транспортировке и использованию, так и для получения сжиженных углеводородных газов, а также для переработки конденсатов газоконденсатных месторождений. В состав ГПЗ входят следующие основные участки:

- очистка газа от серосодержащих соединений и их утилизация;

- осушка газа; компримирование газа; выделение фракций сжиженных углеводородных газов и этана;

разделение фракции сжиженных нефтяных газов на газофракционирующих установках (ГФУ);

- получение гелия и других инертных газов.

Очистка горючих газов от сероводорода и диоксида углерода

Для очисти газов от кислых компонентов или одного из них применяются следующие процессы:

• - абсорбционные - основаны на использовании жидких поглотителей;
• - адсорбционные - основаны на использовании твердых поглотителей;
• - окислительные - основаны на химическом превращении сернистых соединений в элементарную серу или комбинированном использовании процессов щелочной очистки газов и каталитической окислительной регенерации щелочного раствора.

В качестве абсорбентов широко используют амины, щелочь, аммиак. Преобладающее применение получили процессы этанол аминовой очистки горючих газов.

Этаноламиновая очистка ведется на установках (рис. 3.1), состоящих из абсорбера и десорбера колонного типа (оборудованного тарелками) и вспомогательного оборудования.

В низ абсорбера 1 поступает исходный газ, который противотоком контактирует с нисходящим потоком раствора моноэтаноламина (МЭА). С верха абсорбера 1 через каплеотбойник 2 уходит очищенный газ, а снизу - насыщенный раствор МЭА, который нагревается в теплообменнике 3 (и пароподогревателе при необходимости) до температуры 80 - 90 °C и поступает в верхнюю часть десорбера 4.

Рис. 3.1. Принципиальная схема установки этаноламиновой очистки горючих газов:

I - сырьевой газ; II - очищенный газ; III - насыщенный раствор амина; IV - регенерированный раствор; V - кислые газы; VI - водный конденсат;

• 1 - абсорбер; 2 - каплеотбойник; 3 - теплообменник;
• 4 - десорбер; 5 - паровой кипятильник; 6 - холодильник;
• 7 - сепаратор; 8 - конденсатор-холодильник.

Из десорбера 4 сверху уходят H₂S и СО₂, снизу -регенирированный раствор МЭА. Часть этого раствора подогревается в паровом кипятильнике 5 и возвращается в десорбер 4 для подвода тепла, а остальное количество охлаждается в теплообменнике 3 и холодильнике 6 (за счет промышленной воды) и подается на верх абсорбера 1. На верх десорбера 4 подается водный конденсат из сепаратора 7 после конденсации в холодильнике 8, охлаждаемый промышленной водой.

Осушка газов

Для осушки природных газов наиболее широко используют абсорбционный процесс. В качестве абсорбентов применяются диэтиленгликоль (ДЭГ), триэтиленгликоль (ТЭГ), пропиленгликоль (ПГ). Принципиальная схема установки осушки приведена на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Принципиальная схема установки осушки природного газа гликолями:

I - сырой газ; II - осушенный газ; III - насыщенный гликоль; IV -регенерированный гликоль; V - конденсат воды; VI - конденсат углеводородов и воды;

• 1,3- сепараторы-каплеотбойники; 2 - абсорбер;
• 4 - теплообменник; 5 - десорбер; 6 - холодильник; 7 - паровой кипятильник; 8 - конденсатор-холодильник; 9 - емкость - сборник конденсата.

Процесс осушки газов включает 2 стадии: абсорбцию и десорбцию влаги и осуществляется соответственно в двух аппаратах колонного типа с тарелками (или насадками) - абсорбере и десорбере. Абсорбция проводится при температуре около 20°С и повышенном давлении - 2 - 6 МПа, а десорбция - при пониженном давлении и повышенной температуре 160 - 190 °C.

Сырой газ проходит сепаратор-каплеотбойник 1, в котором происходит отделение конденсата углеводородов и воды, и поступает в нижнюю часть абсорбера 2. Противотоком к нему в верхнюю часть абсорбера подается регенерированный гликоль. При контакте газа с жидкостью поглощаемый компонент растворяется в гликоле. Осушенный газ уходит сверху абсорбера. Насыщенный раствор гликоля нагревается в теплообменнике 4 за счет тепла регенерированного гликоля и поступает в верхнюю часть десорбера 5 на регенерацию. Сверху десорбера уходят пары воды, охлаждаются в конденсаторе-холодильнике, за счет подачи промышленной воды, и поступают в емкость 9. Снизу десорбера отбирается регенерированный гликоль, который охлаждается в теплообменнике 4, холодильнике 6 и возвращается в абсорбер 2. Часть регенерированного гликоля циркулирует через паровой подогреватель для поддержания необходимой температуры в десорбере.