- •Г.В. Тараканов, а.К. Мановян основы технологии переработки природного газа и конденсата
- •Введение
- •Сырье и продукция газоперерабатывающих заводов
- •1.1. Основные физико-химические характеристики сырья
- •1.1.1. Природные газы
- •1.1.2. Газовые конденсаты
- •1.2. Классификация продукции газоперерабатывающих заводов
- •Показатели качества газовых конденсатов некоторых месторождений России [5]
- •1.3.3. Сжиженные газы
- •1.3.2. Широкая фракция легких углеводородов
- •Газы углеводородные сжиженные топливные (по гост р 52087)
- •Газы углеводородные сжиженные, поставляемые на экспорт (по гост р 51104)
- •1.3.4. Стабильный газовый конденсат
- •Требования к показателям качества стабильного газового конденсата
- •1.3.5. Продукты переработки газового конденсата
- •Требования качества к газоконденсатному дизельному топливу широкого фракционного состава (ту 51-28-86)
- •Основные требования к качеству топочных и флотских мазутов по гост 10585
- •Технические требования к сере по гост 127
- •Гранулометрический состав комовой, гранулированной и молотой серы 1-4 классов по гост 127
- •1.3.6. Газовая сера
- •1.3.7. Одорант
- •Методы определения и расчета основных физико-химических свойств природного газа, конденсата и продуктов их переработки
- •2.1. Компонентный состав газа
- •Компонентный состав природного газа Астраханского газоконденсатного месторождения
- •2.2. Фракционный состав газового конденсата и жидких продуктов его переработки
- •Фракционный состав по итк газового конденсата Астраханского газоконденсатного месторождения
- •2.3. Плотность
- •2.4. Молекулярная масса
- •2.5. Энтальпия
- •2.6. Константа фазового равновесия
- •Технологические установки сепарации пластовой смеси
- •3.1. Классификация и принципиальные технологические схемы установок сепарации
- •3.1.1. Гравитационные сепараторы
- •3.1.2. Инерционные сепараторы
- •3.1.3. Центробежные сепараторы
- •3.1.4. Фильтрующие сепараторы
- •3.2. Принципы технологического расчёта гравитационных трехфазных сепараторов
- •Технологические установки очистки газов от сероводорода и диоксида углерода
- •4.1. Классификация установок очистки газов и применяемые поглотители
- •4.2. Технология аминовой очистки газов
- •4.2.1. Химизм процесса очистки газа алканоламинами
- •4.2.2. Технологические схемы и режимы процесса
- •4.2.3. Влияние параметров на процесс
- •4.2.4. Пенообразование в аминовых растворах и борьба с ним
- •4.2.5. Принципы технологического расчета основных аппаратов установок аминовой очистки
- •4.3. Основы технологии очистки газа физическими абсорбентами
- •4.4. Краткие сведения о технологии очистки растворами солей щелочных металлов и аминокислот
- •Технологические установки осушки газов от влаги
- •5.1. Влагосодержание природного газа и способы его осушки
- •Основные преимущества абсорбционных и адсорбционных процессов осушки газа
- •5.2. Абсорбционная осушка газов
- •5.2.1. Принципиальная схема и технологический режим процесса
- •5.2.2. Применяемые абсорбенты
- •5.2.3. Влияние различных параметров и процесс абсорбционной осушки
- •5.2.4. Принципы расчета процесса гликолевой осушки газа
- •5.3. Адсорбционная осушка газов
- •5.3.1. Принципиальная схема процесса
- •5.3.2. Адсорбенты и технологический режим стадии адсорбции
- •5.3.3. Технологический режим стадий десорбции и охлаждения
- •5.3.4. Влияние физико-химических характеристик осушаемого газа на процессы адсорбции и регенерации
- •5.3.5. Принципы технологического расчета адсорберов
- •5.4. Комбинированные способы осушки газа
- •Технологические установки отбензинивания газов
- •6.1. Классификация методов отбензинивания газов
- •6.2. Извлечение тяжелых углеводородов методом низкотемпературной сепарации
- •6.3. Извлечение тяжелых углеводородов методом низкотемпературной конденсации
- •6.4. Технология абсорбционного отбензинивания газов
- •6.4.1. Применяемые абсорбенты
- •6.4.2. Влияние основных факторов на процессы абсорбции и десорбции
- •6.4.3. Технологические схемы установок
- •6.4.4. Принципы расчета абсорберов и десорберов
- •6.5. Краткие сведения о технологии адсорбционного отбензинивания газов
- •Основы технологии производства газовой серы
- •7.1. Химизм получения элементарной серы
- •7.2. Влияние основных параметров на процесс получения серы методом Клауса
- •7.3. Катализаторы процесса Клауса
- •7.4. Технологическая схема и режим процесса
- •Характеристика катализаторов процесса Клауса французской фирмы "Рон-Пуленк"
- •Ориентировочные границы применимости той или иной модификации процесса Клауса
- •7.5. Краткие сведения о доочистке отходящего газа установок Клауса
- •Процессы доочистки, основанные на реакции Клауса
- •Основные параметры технологического режима и показатели работы установки Клауса (рис. 7.2)
- •7.5.2. Процессы, основанные на превращении сернистых соединений в один компонент
- •Переработка широкой фракции легких углеводородов
- •8.1. Варианты переработки
- •8.2. Краткие основы технологии очистки широкой фракции легких углеводородов от сернистых соединений
- •8.3. Ректификационное разделение широкой фракции легких углеводородов
- •8.3.1. Классификация и принципы построения технологических схем газофракционирующих установок
- •Затраты на выделение различных компонентов на гфу (% от общей суммы затрат на установке)
- •8.3.2. Влияние основных параметров на процесс ректификации
- •8.3.3. Принципы технологического расчета ректификационных колонн гфу
- •Стабилизация газовых конденсатов
- •9.1. Технология стабилизации газового конденсата
- •9.1.1. Многоступенчатая дегазация
- •9.1.2. Стабилизация в ректификационных колоннах
- •9.2. Особенности процесса и борьба с коррозией на установках стабилизации сернистых газовых конденсатов
- •Производство технического углерода из природного газа и газового конденсата
- •10.1. Назначение и основные физико-химические свойства технического углерода
- •10.3. Химизм и механизм получения технического углерода
- •10.2. Сырье для производства технического углерода
- •10.4. Способы получения технического углерода
- •10.4.1. Печной способ
- •10.4.2. Канальный (диффузионный) способ
- •Выделение гелия из природного газа
- •11.1. Области применения и основные физико-химические свойства гелия
- •11.2. Основы технологии производства гелия
- •11.2. 1. Получение гелия абсорбцией фторсодержащими соединениями
- •11.2.2. Получение гелия гидратообразованием
- •11.2.3. Получение гелия мембранной технологией
- •11.2.4. Криогенный способ получения гелия
- •Основные принципы технологии сжижения природного газа
- •12.1. Области применения сжиженного газа
- •12.2. Основы технологии сжижения газа
- •12.2.1. Установка сжижения природного газа с каскадным циклом на трех хладоагентах
- •12.2.2. Установка сжижения природного газа с однопоточным циклом на многокомпонентной смеси
- •12.2.3. Установка сжижения природного газа с каскадным однопоточным циклом и предварительным пропановым охлаждением
- •12.3. Хранение сжиженного газа
- •Краткие сведения по технологиям производства синтетичеких жидких топлив и водорода
- •13.1. Технология производства сжт из природного газа
- •Составы продуктов синтеза Фишера-Тропша в реакторах различных типов
- •13.2. Технология производства водорода из природного газа
- •Условные сокращения и обозначения
- •Литература
- •Критические температура, давление и фактор ацентричности некоторых газов
- •Фактор сжимаемости простых веществ z(0)
- •Поправочная функция z(1) для фактора сжимаемости чистых веществ
- •Значения коэффициентов d1, d2, d3, d4
- •414025, Г. Астрахань, ул. Татищева, 16
5.2.2. Применяемые абсорбенты
В качестве абсорбентов для осушки природного газа используются различные гликоли (этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, пропиленгликоль), растворы хлористого кальция и хлористого лития, комбинированные растворы.
В табл. 5.2 приведены основные преимущества и недостатки использования различных абсорбентов.
Таблица 5.2
Преимущества и недостатки абсорбентов для осушки газа
Абсорбент |
Преимущества |
Недостатки |
1 |
2 |
3 |
Раствор хлористого кальция |
Дешев. Малый удельный расход (1,4-6,4 кг на 1 млн.м3 осушенного газа) |
Образует эмульсию с жидкими углеводородами. Образует химические соединения с Н2S. Электролитическая коррозия. Малая депрессия точки росы газа (11-19,5 0С) |
Раствор хлористого лития |
Высокая поглотительная способность по воде. Малая коррозионность. Стабильность по отношению к гидролизу. Депрессия точки росы газа достигает 22,2-37,2 0С. |
Высокая стоимость. Товар- ные сорта содержат примеси, способствующие коррозии |
Раствор: 10-30 % МЭА, 60-85 % ДЭГ, 5-10 % воды |
Одновременно извлекает из газа воду, СО2 и Н2S, т.е. одновременно осушает и очищает газ. Уменьшает склонность амина к пенообразованию |
Потери из-за уноса больше, чем при применении ТЭГ. Применяется только для осушки и очистки кислых газов. Коррозионность при температурах регенерации. Малая депрессия точки росы газа |
ДЭГ |
Высокая гигроско-пичность.Стабильность в присутствии сернистых сое-динений, О2 и СО2 при обычных температурах. Концентрированные растворы не затвердевают |
Потери от уноса больше, чем ТЭГ. Трудно получить растворы высокой концен-трации (выше 95%). Деп-рессия точки росы газа меньше, чем при осушке ТЭГ. Высокая стоимость |
ТЭГ |
Высокая гигроскопичность. Высокая депрессия точки росы осушаемого газа (27,8-47,3 0С). Стабильность в присутствии сернистых соединений, О2 и СО2 при обычных температурах. Простота регенерации до концентрации 99 %. Малые потери от уноса. Концентрированные растворы не затвердевают |
Большие капитальные затраты. Склонность к пе-нообразованию в присут-ствии легких углеводород-ных жидкостей. Необходи-мость иногда добавлять антивспениватель |
Из-за недостатков, указанных в табл. 5.2, на практике довольно редко применяются растворы хлористого кальция и хлористого лития.
Комбинированные растворы, например 10-30 % МЭА (моноэтаноламина), 60-85 % ДЭГ (диэтиленгликоля) и 5-10 % воды, применяются для одновременной осушки и очистки газа от кислых компонентов (СО2 и Н2S) при малых их содержаниях.
Массовое применение в процессах осушки газа абсорбционными методами в настоящее время нашли гликоли – триэтиленгликоль (ТЭГ) за рубежом и, главным образом, диэтиленгликоль (ДЭГ) в отечественной практике.
Основные физико-химические свойства этих гликолей приведены в табл. 5.3.
Таблица 5.3
Основные физико-химические свойства гликолей
Наименование |
ДЭГ |
ТЭГ |
Химическая формула |
С4Н10О3 |
С6Н14О4 |
Молекулярная масса |
106,12 |
150,18 |
Плотность при 20 0С,кг/м3 |
1118,4 |
1125,4 |
Температура кипения при атмосферном давлении, 0С |
245 |
287,4 |
Абсолютная вязкость при 20 0С, мПа×с |
35,7 |
47,8 |
Удельная теплоемкость при 20 0С, Дж/(г×К) |
2,093 |
2,198 |
Удельная теплота испарения при атмосферном давлении, кДж/кг |
348,34 |
414,91 |
Температура разложения (теоретическая), 0С |
164,4 |
206,7 |
Температура замерзания, 0С |
-8 |
-7,2 |
Потери гликоля при осушке газа слагаются из следующих составляющих:
- испарение осушенным газом в абсорбере (7-8 %);
- капельный унос осушенным газом из абсорбера (70-75 %);
- испарение в дистиллят при десорбции (8-10 %);
- термическое разложение в испарителе (1-2 %);
- унос с газом дегазации раствора в сепараторе (1-2 %);
- утечки через сальники насосов и в коммуникациях (0-3 %);
- при отборе проб, ремонте, аварийных остановках (0,5-3 %).
В эксплуатационных затратах на осушку газа потери гликоля составляют
от 40 до 75 %.