Для осушки природного газа применяют абсорбционные, адсорбционные и физические способы.
Абсорбентами для осушки природного газа являются ди- и три-этиленгликоли, а адсорбентами — силикагель, алюмогель, активированный боксит (флорид) и цеолиты.
К физическим способам осушки природного газа относятся вымораживание влаги на охлажденных насадках и способ низкотемпературной сепарации, который сочетает охлаждение природного газа с осушкой жидким сорбентом.
Как показывает опыт, технически и экономически наиболее приемлемым является адсорбционный метод осушки. Точка росы природного газа после адсорбции при температуре 25…30 °С для различных адсорбентов находится в следующих пределах: силикагель —(30…35)°С; алюмогель—(42…48)°С; синтетические цеолиты — (35…60) °С.
Поскольку конкретный способ осушки природного газа целесообразно выбирать в сочетании с избранными способами очистки, рассмотрим каждый из рекомендованных способов очистки природного газа в сочетании с его осушкой
При моноэтаноламиновом способе очистки от С02 и H2S природный газ дополнительно увлажняется. Поэтому его осушку надо проводить после очистки. В принципе к моноэтаноламиновому способу очистки подойдет любой из способов осушки, но предпочтительнее вести осушку природного газа на цеолитах, так как это позволяет осушать и очищать его от С02 и H2S. Принципиальная схема очистки и осушки природного газа моноэтаноламиновым способом и адсорбционной осушкой представлена на рисунке:
Природный газ из магистрального трубопровода поступает в нижнюю часть абсорбера, где к нему противотоком подается раствор моноэтаноламина. Очищенный от С02 и H2S природный газ из верхней части абсорбера поступает в сепаратор, где от газа отделяется капельная влага, а затем в цеолитовый адсорбер, где газ осушается и при необходимости доочищается от С02 и H2S. После адсорбера очищенный и осушенный природный газ поступает в установку сжижения, а часть газа отбирается на регенерацию адсорбера. Отобранная для регенерации часть природного газа компрессором (га-зодувкой) подается в подогреватель газа регенерации, где она нагревается, а затем в адсорбер. Увлажненный в адсорбере газ охлаждается в охладителе и поступает в сепаратор, где от него отделяется капельная влага, а затем возвращается в продуктовую магистраль.
Водный раствор продуктов химического взаимодействия моноэтаноламина с С02 и H2S: карбоната, бикарбоната, сульфида, а также моноэтаноламин, насыщенный С02 и H2S, из нижней части абсорбера через подогреватель поступает в верхнюю часть колонны регенерации абсорбента, где к нему противотоком движутся более нагретые продукты разложения. Часть раствора из верхней части колонны отбирается в подогреватель для нагрева, где происходит разложение карбонатов, бикарбонатов, сульфидов, бисульфидов на раствор моноэтаноламина и газообразные продукты разложения (кислые газы), в которые входят С02 и H2S. Из подогревателя нагретый раствор моноэтаноламина поступает в нижнюю, а газообразные продукты разложения — в среднюю часть колонны. Газообразные продукты разложения из средней части колонны регенерации абсорбента через конденсатор поступают в сепаратор, где от них отделяется капельная влага. Из сепаратора кислые газы, в которые входят С02 и H2S, поступают на утилизацию, а капельная влага насосом возвращается в верхнюю часть колонны регенерации абсорбента. Раствор моноэтаноламина отбирается из нижней части колонны регенерации абсорбента, проходит через подогреватель и насосом через теплообменник-охладитель подается в верхнюю часть абсорбера. Теплоносителем в теплообменной аппаратуре являются вода и водяной пар.
В связи с тем, что цеолиты позволяют как осушать природный газ, так и очищать его от С02 и H2S, целесообразно совместить очистку природного газа от С02 и H2S с его осушкой. Принципиальная схема очистки и осушки природного газа адсорбционным способом представлена на рисунке:
Природный газ из магистрального трубопровода поступает в цеолитовый адсорбер, где он осушается и очищается от H2S, а затем в адсорбер с активированным углем или цеолитом, где очищается от С02, и далее — в установку сжижения. После каждой ступени адсорберов часть природного газа отбирается на регенерацию адсорберов. Газ для регенерации нагревается в теплообменнике до температуры 350 °С и поступает в адсорбер, объем которого составляет около 30 % объема очищаемого газа. Насыщенный примесями газ из адсорбера поступает в огневой подогреватель, а затем в теплообменник, где отдает тепло, аккумулированное в огневом подогревателе. После теплообменника газ поступает в огневой подогреватель на сжигание. Указанная схема регенерации позволяет регулировать температуру газа регенерации на входе в адсорбер.
В последние годы для очистки природного газа от примесей стали применять мембранную технологию (система «Сепарекс» фирмы «Эйр-Продактс»). Конструкция мембранной системы относительно проста и надежна, позволяет существенно снизить капитальные и эксплуатационные затраты. Для ее работы требуются лишь азот (для пусков и очистной продувки), воздух (для пневмоуправления) и электроэнергия. Подобная система успешно эксплуатируется на заводе в штате Луизиана.
Из изложенного выше можно сделать следующие выводы. Принимая во внимание, что самым экономичным для очистки природного газа от С02 и H2S перед сжижением является метод очистки моноэтаноламиновым способом с последующей осушкой в цеолитовом адсорбере, а также учитывая большие объемы газа, требующие очистки и осушки перед сжижением, указанный метод был принят фактически всеми разработчиками крупных установок (заводов) по производству СПГ.
Для малых и средних установок получения СПГ наиболее целесообразным является адсорбционный метод очистки и осушки природного газа, который по сравнению с монометаноламиновым способом, особенно при использовании в установках получения СПГ средней и малой производительности, имеет ряд преимуществ:
- меньшие затраты на изготовление оборудования, монтаж, строительную часть;
- простота алгоритма работы;
- меньшее потребление энергии;
- меньшее время выхода на рабочий режим.
Кроме того, цеолиты позволяют как очищать газ от С02 и H2S, так и осушать его от водяных паров, поэтому появляется возможность совместить очистку газа с его осушкой. Такая схема позволяет унифицировать аппараты, полностью автоматизировать ее и упростить аппаратурное оформление установки.
К его недостаткам можно отнести большой расход природного газа на собственные нужды (регенерация адсорберов, продувка и т. д.), что и является причиной применения его только для установок сжижения средней и малой производительности.
Светильники HALLA как для дома, так и для офиса.