CC BY
57
УДК 665.5
Бозоров Г.Р., к.т.н.
доцент Абдурахмонов Ш.М. студент магистратуры Бухарский инженерно-технологический институт
Республика Узбекистан, г. Бухара АДСОРБЦИОННЫЙ СПОСОБ ОСУШКИ ГАЗА Аннотация: Многие углеводородные газы, подлежащие переработке, содержат влагу. Наличие влаги в углеводородном газе отрицательно сказывается на процессах его переработки. При переработке влажных газов ухудшаются основные технико-экономические показатели работы установок. Осушку промышленных газов осуществляют различными методами. Для получения газов с низким влагосодержанием наиболее эффективно применять адсорбционный метод осушки.
Ключевые слова: Углеводородные газы, газовые гидраты, метанол, гликоль, адсорбционный метод осушки, силикагель, алюмогель, боксит, синтетические цеолиты, активированный уголь, адсорбент, механическая прочность, селективность.
Bozorov G.R., c.t.s., associate professor Abduraxmonov Sh.M., master student Bukhara engineering-technological institute
Uzbekistan, Bukhara ADSORPTION GAS DRYING METHOD Annotation: Many hydrocarbon gases to be processed contain moisture. The presence of moisture in the hydrocarbon gas adversely affects the processes of its processing. During the processing of wet gases, the main technical and economic indicators of plant operation are deteriorating. The drying of industrial gases is carried out by various methods. To obtain gases with low moisture content is most effective to use the adsorption method of drying.
Keywords: Hydrocarbon gases, gas hydrates, methanol, glycol, adsorption drying method, silica gel, aluminum gel, bauxite, synthetic zeolites, activated carbon, adsorbent, mechanical strength, selectivity.
Адсорбционный метод осушки позволяет максимально извлечь влагу из промышленных газов и, следовательно, снизить температуру точки росы. Транспортировка влажного газа приводит к выпадению водяного конденсата в трубах, а также к образованию кристаллогидратов. Кристаллогидраты отлагаются на поверхности труб и оборудования, сужают диаметр проходных отверстий и приводят к увеличению гидравлического сопротивления при прохождении технологического потока по трубам. Требования по степени осушки, предъявляемые к углеводородным газам, тем выше, чем ниже температура их транспортировки и переработки. Если
газ содержит кислые компоненты, то присутствие в нем значительных количеств водяных паров приводит к возникновению активных коррозионных процессов на поверхности труб и оборудования.
При взаимодействии компонентов углеводородного газа с водой могут образовываться гидраты. Газовые гидраты - это твердые кристаллические соединения, образующиеся при определенных условиях из воды и низкомолекулярных газов. По внешнему виду гидраты напоминают лед или снег. Отложение гидратов на стенках трубопровода может привести к полному прекращению прохождения газа. Условия образования гидратов -это в первую очередь наличие капельной влаги. Следовательно, чтобы избежать образования гидратов, необходимо производить осушку газа. В исключительных случаях в систему подается метанол или гликоль, которые связывают влагу и предотвращают выпадение гидратов.
Наиболее часто гидраты образуются в местах дросселирования газа, за счёт чего происходит резкое снижение его температуры. В этих условиях из газа выделяется влага, которая насыщается газом и превращается в гидраты.
Процесс осушки углеводородных газов можно осуществлять с помощью четырех методов: охлаждением, абсорбцией, адсорбцией и комбинированием предыдущих трех методов. Для получения низких точек росы при невысокой влагоемкости углеводородного газа рекомендуется применять адсорбционный метод осушки.
Адсорбционный метод разделения газовых смесей основан на избирательном поглощении углеводородов (или влаги) твердыми сорбентами, которые хорошо адсорбируют высшие углеводороды и практически не поглощают метан.
В качестве адсорбентов применяют следующие пористые вещества со значительной внутренней поверхностью пор: силикагель, алюмогель, боксит, синтетические цеолиты (молекулярные сита). Эти адсорбенты изготавливают в виде гранул и шариков для уменьшения гидравлического сопротивления в слое, через который пропускается осушаемый газ. Для отбензинивания газов применяют также активированный уголь.
Твердые сорбенты (адсорбенты), применяемые на адсорбционных установках, обладают способностью адсорбировать влагу и углеводороды из газа при одних условиях и отдавать при других. Количество адсорбируемых газа и пара зависит от свойств адсорбента и сорбируемого вещества.
Одна из важнейших характеристик адсорбента - его адсорбционная емкость, т. е. количество вещества, которое может быть поглощено единицей массы или объема адсорбента при данных условиях адсорбции. Единицы измерения адсорбционной емкости - %, г/г, г/100 г и т. д. Адсорбционную емкость иногда называют активностью адсорбента. Один и тот же адсорбент по отношению к различным веществам обладает разной активностью. Адсорбционная (поглотительная) активность адсорбентов зависит также от внешних условий адсорбции (давления, температуры и концентрации адсорбата в потоке).
Количество вещества, поглощаемое адсорбентом, определяется состоянием равновесия. Процесс адсорбции в условиях равновесия количественно принято представлять изотермой адсорбции, выражающей связь количества вещества, адсорбированного единицей массы или объема адсорбента, с концентрацией адсорбата в газовой или жидкой фазе при постоянной температуре процесса.
Промышленные адсорбенты должны удовлетворять следующим требованиям: иметь большую адсорбционную емкость и высокую механическую прочность, обладать высокой селективностью, способностью к регенерации и стабильностью адсорбционных свойств в условиях длительной эксплуатации, быть нетоксичными и некоррозионно-активными, иметь низкую стоимость.
Адсорбционные свойства адсорбентов существенно зависят от способа их приготовления и активации.
Примером применения процесса адсорбции может служить извлечение жидких углеводородов из потоков газа, содержащих мало тяжелых компонентов, активированным углем, удаление воды из газа силикагелем или алюмогелем, удаление меркаптанов молекулярными ситами и т.п.
При контакте с поглощаемым веществом адсорбент постепенно насыщается. Полное его насыщение в статических условиях обычно называют статической активностью, а в динамических условиях -динамической активностью. Динамическая активность всегда ниже статической и является одним из основных параметров адсорбента при технологических расчетах.
Адсорбционные способы имеют ряд преимуществ по сравнению с абсорбционными, а в условиях, где требуется глубокая осушка газа, становятся незаменимыми. К преимуществам адсорбционных способов осушки газа относятся: возможность получения точки росы до минус 50 °С и ниже; незначительное влияние температуры и давления на процесс извлечения; относительная простота аппаратуры; малые эксплуатационные расходы. Недостатки адсорбционных способов - большие перепады давления, относительно высокие затраты тепла и истирание адсорбента.
Использованные источники:
1. Балыбердина И.Т. Физические методы переработки и использования газа. - М: Недра, 1999. - С. 248.
2. Гриценко AM. Научные основы промысловой обработки углеводородного сырья. - М.: Недра, 1977. - С. 239.
3. Коротаев Ю.П., Лутошкин Т.С, Нам Н.К. К вопросу о борьбе с гидратами методом вымораживания//Газовая промышленность. - 2001. - №4.
4. Коротаев Ю.П., Тагиев В.Г., Гергедава Ш.К. Системное моделирование оптимальных режимов эксплуатации объектов добычи природного газа. -М: Недра, 1989. - С. 264.
5. Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. - М: Недра, 1979. -С. 319.
