Подготовка природного газа к сжижению
Требования к «чистому» ПГ, поступающему на сжижение 1. Концентрация по влаге - не более 1 ppmv (1 мл/ 1 м³ ); 2. Концентрация по СО 2 - не более 50 ppmv (50 мл/ 1 м³ ); 3. Концентрация по H 2 S- не более 4 ppmv (4 мл/ 1 м³ ); 4. Содержание ртути (Hg) - не более 10 -6 мг/м 3 ( 10 -7 мл/ 1 м³ ); 5. Содержание серы (S) - не более 30 мг/м 3 (22, 5 мл/ 1 м³ ); Высококипящие углеводороды (C+5 и более) должны отсутствовать. Сера содержится в виде сероводорода (H 2 S) и меркаптанов (R-SH), также природный газ может содержать газовые гидраты – твердые кристаллические соединения, образующиеся из молекул воды и углеводородов. ppm (от англ. parts per million, читается «пи-пи-эм» — «частей на миллион» ), млн− 1 1 ppm = 0, 001 ‰ = 0, 0001 % = 0, 000 001. (1 ppmv) = 1 см³ / 1 м³ = 1 мл/ 1 м³.
Газовые гидраты (также гидраты природных газов или клатраты) — кристаллические соединения, образующиеся при определённых термобарических условиях из воды и газа. Название «клатраты» (от лат. clat(h)ratus — «закрытый решёткой, посаженный в клетку» ), было дано Пауэллом в 1948 г. Гидраты газа относятся к нестехиометрическим соединениям, то есть соединениям переменного состава. Преобладающими природными газовыми гидратами являются гидраты метана и диоксида углерода. Благодаря своей клатратной структуре единичный объём газового гидрата может содержать до 160— 180 объёмов чистого газа. Плотность гидрата ниже плотности воды и льда (для гидрата метана около 900 кг/м³). При повышении температуры и уменьшении давления гидрат разлагается на газ и воду с поглощением большого количества теплоты. Разложение гидрата в замкнутом объёме либо в пористой среде (естественные условия) приводит к значительному повышению давления. При добыче газа гидраты могут образовываться в стволах скважин, промышленных коммуникациях и магистральных газопроводах. Отлагаясь на стенках труб, гидраты резко уменьшают их пропускную способность. Для борьбы с образованием гидратов на газовых промыслах вводят в скважины и трубопроводы различные ингибиторы (метиловый спирт, гликоли, 30%-ный раствор Ca. Cl 2), а также поддерживают температуру потока газа выше температуры гидратообразования с помощью подогревателей, теплоизоляцией трубопроводов и подбором режима эксплуатации, обеспечивающего максимальную температуру газового потока. Для предупреждения гидратообразования в магистральных газопроводах наиболее эффективна газоосушка — очистка газа от паров воды.
Накопление газовых гидратов в трубопроводе Горение гидрата метана
Очистка от СО 2 и Н 2 S Способы очистки ПГ от СО 2 и H 2 S: 1. Химические методы очистки, посредством химических реакций (хемосорбция): - мышьяково-содовый; - с помощью карбоната калия под давлением; - этаноламиновый; 2. Физическая адсобция (цеолиты). 3. Вымораживание на насадке. Мышьяково-содовый способ Очистка идет только от H 2 S используется оксисульфомышьяковая соль Na 4 As 2 S 5 O 2, которую приготавливают из соды мышьякового ангидрида As 2 O 3. Регенерация проводится продувкой воздухом. Недостатки – мышьяк является ядовитом веществом, очистка только от H 2 S. Карбонат калия Используется подогретый до 105… 110°С водный раствор карбоната калия К 2 СO 3 по реакции К 2 СO 3 + СO 2 + H 2 O = 2 КHСO 3, регенерация идет путем сброса давления либо повышения температуры. Очистка от H 2 S происходит путем абсорбции. Этаноламиновый способ Очистка от H 2 S и СО 2 производится моноэтаноламинами (CH 2 OH)NH 2 или диэтаноламинами (триэтаноламинами) образуются карбонаты, бикарбонаты, сульфиды и бисульфиды. Реакции обратимы, при t=25°С идет поглощение, при повышении до 105°С и выше – обратный процесс. Недостаток - доп. увлажнение ПГ, расход теплоты для регенерации раствора.
Из химических способов очистки ПГ наиболее предпочтительным признается этаноламиновый способ , обладающий максимальной степенью поглощения по отношению к H 2 S и СО 2. Он используется на крупных заводах СПГ.
Схема абсобционной очистки Кислые газы на растворами аминов сжигание или Очищенный ПГ выделение серы 1 - Абсорбционная колонна с насадкой, 2 - насос чистого ненасыщенного раствора амина, 3 - фильтр, 4 - ресивер, 5 - теплообменник, 6 - десорбер, 7 - конденсатор паров воды, 8 - ресивер, 9 - насос
ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА ОТ МЕРКАПТАНОВ (процесс «DEMERUS NG» ) Технология применяется для глубокой очистки природного газа от меркаптанов RSH (тиолов). Экстракция щелочным раствором Na. OH меркаптанов, содержащихся в сырье, с последующей регенерацией щелочи в присутствии гетерогенного катализатора КСМ. Концентрация меркаптанов в природном газе до очистки составляет до 0, 400 % масс. , остаточное содержание меркаптановой серы — не более 0, 0005 % масс. Содержание общей серы в очищенном природном газе составляет не более 0, 0010 % масс.
Принципиальная схема демеркаптанизации природного газа Сепаратор Экстракционная колонна Регенератор Раствор, насыщенный меркаптидами RSH + Na. OH ⇌ RSNa + H 2 O (1) 2 RSNa + 0, 5 O 2 + H 2 O → RSSR + 2 Na. OH (2) 2 RSNa + 1, 5 O 2 + H 2 O → RSО 2 SR+ 2 Na. OH (3) Подогреватель
Блок осушки природного газа Адсорбер на регенерации Адсорберы на Осушке ПГ
Скачать презентацию Подготовка природного газа к сжижению Требования к
Тема 4. Подготовка природного газа к сжижению.pptx