Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

При подготовке газа к трубопроводному транспорту и при его перекачке широко применяются процессы абсорбции, адсорбции, ректификации и низкотемпературной обработки.

Абсорбция - это процесс поглощения газа жидкостью. Он широко применяется для извлечения из газовой смеси отдельных компонентов. Такое избирательное поглощение из газа его отдельных компонентов обусловлено различной их летучестью и скоростью диффузии.

Десорбция - процесс извлечения из жидких смесей пегколетучих компонентов их диффузией в поток газа, т.е. этот процесс десорбции по физической сущности противоположен процессу абсорбции.

Ректификация - процесс разделения жидких или газовых смесей на компоненты (или группы компонентов).

Требуемую степень разделения газовых и жидких смесей в указанных процессах получают при контакте газа и жидкости в тарельчатой колонне последовательно в несколько ступеней на контактных устройствах-тарел ках.

Адсорбция - осаждение (концентрирование) компонентов жидкости или газа в микропорах и на поверхности твердого вещества. . Адсорбционные методы широко применяют для осушки природного газа твердыми адсорбентами.

Низкотемпературную обработку применяют для разделения газовой смеси, состоящей из компонентов с различной температурой конденсации. Поступающий из скважины природный газ может содержать кроме метана небольшое количество этана, гелия, некоторое количество таких примесей, как сероводород и углекислый газ, воду в виде жидкости или в виде водяного пара. На газоконденсатных месторождениях газ поступает из скважины вместе с конденсатом. Значительное количество тяжелых углеводородов и примесей содержится и в попутном (нефтяном) газе некоторых нефтяных месторождений.

Первой стадией переработки природного газа, поступающего из скважины, является выделение из него всех ценных компонентов (этан, бутан, пропан, конденсат и т.п.), очистка его от нежелательных примесей (углекислый газ и сероводород) с последующим рациональным использованием этих примесей (например, получение серы, твердой углекислоты). В этом случае будет обеспечено полное использование всех флюидов, добываемых из недр. То же самое относится и к попутному газу, выделяемому из нефти перед ее транспортом потребителю.

Попутные нефтяные газы перерабатываются на газобензиновых заводах с получением из них в основном сжиженных бутано-пропа-новых фракций.

Рассмотрим процессы переработки газа на газохимическом комплексе. Отделение конденсата и воды от газа производится в сепараторах на установках комплексной подготовки газа.

Сероводород и углекислый газ являются балластными примесями в природном газе, а сероводород, кроме того, является сильным коррозионным соединением. Очистка газа от сероводорода и углекислого газа может производиться жидкими химическими поглотителями (абсорбционные способы) и твердыми поглотителями (адсорбционные способы). В качестве химического поглотителя при абсорбционном способе очистки природного газа широко применяются водные растворы этаноламина.

Этаноламины связывают сероводород и углекислый газ при контакте с природным газом в специальной вертикальной колонне-реакторе с ректификационными тарелками. При этом в нижнюю часть колонны подается сырой газ, а сверху - водный раствор этаноламина. Поднимаясь вверх и контактируя на тарелках с этаноламином, газ очищается от сероводорода и углекислого газа. Кроме этаноламинов для очистки газа от сероводорода и углекислого газа могут применяться в качестве абсорбентов растворы карбонатов щелочных металлов, а в качестве твердых адсорбентов - сухая гидрагированная окись железа. Для извлечения отдельных углеводородов из природного газа на ГХК успешно применяется низкотемпературная обработка.

При помощи низкотемпературной конденсации из газа выделяются этан, пропан. В установках низкотемпературной конденсации га.ч охлаждается специальной жидкостью. При извлечении пропана газ охлаждается жидким пропаном с температурой -30° С. При извлечении из газа этана хорошие результаты дает охлаждение газа с двумя ступенями конденсации. В них на первой ступени конденсации газ охлаждается жидким пропаном, а на второй - жидким этаном с температурой до -80° С. В технологическую схему таких установок входит теплообменник для охлаждения газа, сепаратор и колонна-деэтанизатор для более полного удаления газа из сконденсировавшейся в сепараторе жидкости. На установках низкотемпературной ректификации охлажденный в теплообменнике газ поступает непосредственно в ректификационную колонну для отделения от него сконденсировавшейся жидкостной фазы.

Другим примером применения низкотемпературной технологии служит выделение гелия из природного газа. Гелий обладает высокой электропроводностью и теплопроводностью, критическая температура гелия -267,97° С, температура кипения -268,94° С. Он химически инертен и плохо растворяется в воде. Эти свойства способствовали широкому применению гелия в криогенной, ядерной и ракетной технике, при водолазных работах, в металлургии и технике связи. Длн получения гелия- используют природные и попутные нефтяные газы с содержанием гелия не менее 0,2-0,3 % (по объему). Температуры кипения гелия и метана близки и основная сложность при получении чистого гелия заключается в разделении этих газов.

По одной из технологических схем предварительно очищенный и осушенный природный газ охлаждается в других теплообменниках до температуры -140° С, затем полученная газожидкостная смесь проходит дроссель и подается для разделения в ректификационную колонну. Из верхней части этой колонны выходит смесь гелия с азотом, а из нижней части-сухой газ, состоящий в основном из метана. Для охлаждения ректификационной колонны используют жидкий метан и поддерживают температуру в верхней ее части на уровне -191° С. Смесь гелия с азотом из ректификационной колонны поступает в сепаратор и затем в теплообменник, где она охлаждается жидким азотом и разделяется вхледую-щем сепараторе на гелиевый концентрат, содержащий 85 % гелия, и азот. Затем гелиевый концентрат очищают от водорода, осушают окисью алюминия и компримируют до 20 МПа. Подготовленный таким образом гелиевый концентрат охлаждают до -207° С и после сепарации получают газовую фазу, содержащую 99,5 % гелия. После очистки ее активированным углем, охлаждаемым жидким азотом, получают гелий с чистотой не менее 99,88 %.

Низкотемпературная технология широко применяется при сжижении природного газа. Сжижение больших количеств природного газа производят по трехкаскадному или однокаскадному циклу. В трех-каскадном цикле природный газ последовательно охлаждается жидкими пропаном, этиленом и метаном до сжижения. В однокаскадном цикле для охлаждения природного газа применяют смесь жидких метана с азотом.

Попутные нефтяные газы перерабатываются в основном на газобензиновых заводах. При этом из попутного газа отделяют пропан, бутан и нестабильный (газовый) бензин, т.е. фракции углеводородов бензинового ряда (более тяжелых). При переработке попутного газа применяют следующие методы. Абсорбционный, основанный на различной растворимости содержащихся в газе углеводородов в жидких нефтепродуктах. Применяют абсорбент, в котором пропан, бутан и углеводороды бензинового ряда лучше растворяются, чем метан. После контакта абсорбента с попутным газом в колонне абсорбера обогащенный углеводородами абсорбент поступает в десорбер, где из него выпаривают пропан, бутан и бензин с последующ.й их конденсацией. Компрессионный способ отбензинивания основан на сжатии и последующем охлаждении попутного газа. При этом тяжелые углеводороды конденсируются и затем отделяются от газа в сепараторах. Для более полного извлечения из попутного газа углеводородов, начиная с Cj и выше, применяют низкотемпературную ректификацию. Выделенный из попутного газа нестабильный бензин поступает на газо-фракционирующую установку, где он в ректификационной колонне (или в нескольких последовательно работающих колоннах) разделяется на пропан, бутан и стабильный (газовый) бензин.