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 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 [ 107 ] 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

- силикагель:

• адсорбирует воду и углеводороды,

• активность промежуточная между активированным углем и активированной окисью алюминия,

• температура регенерации: 200 - 300°С;

- молекулярные сита:

• используются в основном для глубокой осушки газа,

• позволяют, при разумном подборе диаметра пор, осуществлять селективную адсорбцию (отделение парафинов нормального ряда от других углеводородов с боковыми и циклическими связями),

• температура регенерации: до 350°С.

2.4.7.4.4. Описание установки

Установка, описанная ниже, обрабатывает газ, насыщенный парами воды, и должна обеспечить точку росы по воде (64 мг • м" (н)), а также извлечь тяжелые углеводороды со следующими результатами:

Установка включает четыре адсорбера, печь регенерации, воздушный холодильник и трехфазный сепаратор.

Адсорбция осуществляется параллельно в двух адсорберах продолжительностью 30 минут.

Регенерация и охлаждение производятся открытым циклом. Газ регенерации 58 ООО м (н) • ч" отбирается от сырого газа, входящего в установку. Он проходит, чтобы его охладить, слой адсорбента, который был только что регенерирован, затем

нагревается до 330°С в печи перед тем, как пройти через насыщенный слой, где он выпаривает адсорбированные воду и углеводороды.

Затем он охлаждается до 35°С в воздушном холодильнике, чтобы сконденсировать воду и углеводороды, которые он принес, и поступает в трехфазный сепаратор. Газ после сепаратора направляется на вхсш в адсорбер, который находится на стадии адсорбции. Вода и углеводороды разделяются отстаиванием и отправляются за пределы установки.

Законченная последовательность: адсорбция, регенерация, охлаждение, предполагает переключение адсорберов каждые 15 минут, следовательно, для каждого адсорбера:

- адсорбция: 30 минут,

- регенерация: 15 минут,

- охлаждение: 15 минут.

2.4.7.5. Особые аспекты некоторых процессов отбензинивания

Процессы извлечения из газа углеводородов, дающие лучшие результаты, это абсорбция охлажденным маслом и политропное расширение, позволяющие, наряду с высокой степенью извлечения Сз,., достигнуть извлечения из газа нежелательных сернистых компонентов, таких как: COS, меркаптаны, сернистые и несернистые соединения.

Условия (температура и давление), реализуемые в этих процессах, позволяют абсорбировать их нефтью или конденсировать одновременно с углеводородами, которые имеют близкую температуру кипения.

Серные компоненты тогда будут находиться во фракции С.Н.Г. и более тяжелых составляющих, которые затем обессериваются соответствующей переработкой (гидроочистка, щелочная очистка, процесс "Мерокс" и т.д.).

гина

гараработку

М m m

очищенный

I \ fA-

OOt - 002 на адсорбции

003 на регенерации

004 на охлаждении

/~~/ расходгаза. Юмч-

расход жидкости, и • ч- [ I тамператураб °С

топочный газ

Q давление, бар изб. О открытая задвижка ,-закрытая задвижка

Схема процесса извлечения углеаодородоа адсорбцией силикагалеи.

2.4.7.6. Список литературы

- Plant Processing of natural Gas. - Petroleum extension servicer. Univ. of Texas (1974).

- D.L. Katz. - Handbook of National Gas Engineering. McGraw Hill Company. Maidenhead, Grande-Bretagne.

- Gas Conditioning Fact Book. - The Dow chemical Company.

- J.Campbell. - GasConditioning and Processing. Campbell Petroleum Series (1981).

- Engineering Data Book. - Gas Processors Suppliers Association.

- W.C.Edminster. - Applied Hydrocarbon Thermodynamics. Gulf Publishing Company, Houston (Texas), Etats-Unis.

- R.,C.Reid, J.M.Prausnitz et T.K.Shenwood.- The Properties of Gases and Liquids. McGraw Hill Company, Maidenhead, Grande-Bretagne.

2.4.8. Извлечение ртути

2.4.8.1. Количество ртути, присутствующей в природном газе

Ртуть присутствует в элементарном виде.

Концентрации обычно заключены между 10 и 200 мкг • м (н). Они могут в некоторых случаях достигать и даже превышать 1 ООО мкг • м- (н).

Замечено, что газы, содержа1Цие серные компоненты, не содержат ртути, так как в их присутствии легко образуется сульфид ртути.

2.4.8.2. На каком этапе необходимо извлекать ртуть?

2.4.8.2.1. Для распределительных сетей

Ртуть, поступающая с распределяемым газом, приводит при сгорании к загрязнению местности в силу своей токсичности. Максимально допустимая концентрация в воздухе составляет до 10 мкг • м- в СССР и до 50 мкг • м- в США. Эти нормы трудно перевести в определенные требования для товарного газа. Допустимым значением, кажется, будет 10 мкг • м" для газа на входе в распределительные сети. Содержание ртути в распределяемом газе снижается по мере его продвижения в сети. Ртуть, поглощенная трубопроводами, считается безвредной для них.

2.4.8.2.2. Установки сжижения

Ртуть затвердевает и отлагается во время специального охлаждения в низкотемпературных теплообменниках иэ алюминия. Во время остановки установки для оттаивания ртуть оседает на дне. Если установку открывают для производства работ, влажная воздушная среда приводит к соединению ртути и алюминия в жидкую амалыаму, которая вызывает появление отверстий в стенках труб теплообменников. В этом случае ртуть должна быть полностью удалена перед охла1ждением. Предполагают, что содержание 1 нг • М"* соответствует пределу чувствитвльности лучших аналитических методов.

2.4.8.3. Процессы извлечения ртути

2.4.8.3.1. Для распределительных сетей

Охлаждением и конденсацией ртути.

Сепаратор

высокого

давления

ОО Холодил ы4ик

Товарный газ

Дросселы4ый вентиль

Теплообменник

Ввод гликоля

Вода

Скважины

р-200 бар t - 70° С

К установке регенерации гликоля

74 бар

Низкотемпературный \ -12" С сепаратор \

Конденсат

вода-гликоль

ртуп.

Фильтр-сепаратор

Схема установки на Гронингв.

Чтобы определить параметры установки извлечения ртути охлаждением и конденсацией ртути (см. рисунок на стр. 347), нужно определить, при какой температуре должен работать низкотемпературный сепаратор, чтобы газ на выходе из него содержал 10 мкг • м-з ртути.

Упругость паров ртути от -40 до бОС (см. ниже).

В зоне очень низкой концентрации, которая соответствует рабочим условиям, можно считать ртуть как идеальный газ: на упругость паров не оказывает влияния присутствие других газовых компонентов.

Ввод гликоля перед охлаждением предназначен для предотвращения образования гидратов (см. осушку газа). Фильтр задерживает капельки ртути, захваченные газом из низкотемпературного сепаратора.

2.4.8.3.2. Перед сжижением газа

Используют твердые сорбенты, которые поглощают ртуть химически. Установка абсорбции может, в случае необходимости, располагаться после предыдущей установки, чтобы извлечь часть ртути. Далее, ввиду небольших количеств, которые надо извлечь, установка адсорбции не содержит устройства регенерации. Она состоит из одного реактора (или нескольких параллельно), содержащего сорбент, который заменяется по мере насыщения.

Коммерческие абсорбенты

- С.Е.С.А.: АС35 (пропитанный активированный уголь),

- I.F.P.: CMG 271 (пропитанная окись алюминия),

- "Chemviron": HGR (пропитанный активированный уголь).

Расчет абсорбера

Необходимо знать:

- среднюю абсорбционную способность абсорбента до проскока по ртути С %,

- желаемый период времени между двумя сменами абсорбента (в часах).

Количество абсорбента, которое необходимо задействовать, будет:

Q.,HgxQxl С

где:

Нд - содерхоние ртути в переребатываемом газе в мкг • м-(н),

О - расход перерабатываемого газа в м (н) • чг\

М - масса абсорбента в кг.

Диаметр абсорбера выбирают из расчета, чтобы иметь высоту слоя абсорбента приблизительно 1.50 м.

Метод анализа ртути в природном газе Норма "ISOHC 158/GT4 п° 47".

2.4.8.4. Список литературы

- А. РгбсЬеп. - Seepparation de Iazote, de Ihhelium et du mercure (Cours au C.F.A.T.G.), A.T.G.,Paris.

- L.L. Phannenstiel. C. McKinley et J.C. Sorensen. -Mercury in Natural Gas. A.G.A. Operating Section Proceedings, New-York, Etats-Unis (1976).

- H. Kaast et F. Schlemm. - Bau und Betrieb der Stickstoffentzugsanlange Clenze. Erdol, Erdgas, Zeitschfirt. Cahier, 6,197 - 204 (1977).

- J. Morisson. - NAM Recovers Mercury Produced with Dutch Natural Gas. Oil and Gas Journal, 72 - 73. Tulsa, Oklahoma, Etats-Unis (17 avril 1972).

2.4.9. Извлечение азота (дезазотирование)

2.4.9.1. Определение

Это извлечение всего или части азота из природного газа. Операция включает сжижение газа, следующее за фракционной перегонкой. Чтобы исключить образование кристаллических продуктов, природный газ должен быть предварительно осушен, удален углекислый газ и очищен от углеводородов выше чем С5.

Холод, необходимый для сжижения, получают с помощью расширения газа. Предварительная ректификация осуществляется в фракционной колонне, которая работает при среднем давлении (приблизительно 25 бар); полученные продукты питают колонну окончательного фракционирования, функционирующую при низком давлении (давление близкое к атмосферному давлению). Это из этой колонны выходит жидкость, которая после повторного сжатия и испарения составляет дез-азотированный газ и азот, который включает также содержавшийся в сыром газе гелий.

Дополнительная криогенная переработка позволяет извлечь гелий. Таким образом, природный газ с 1917 года является единственным коммерческим источником гелия.