Методы осушки газов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА им. И.М.ГУБКИНА

________________________________________________________________

Кафедра «ГАЗОХИМИИ»

ГРИГОРЬЕВА Н.А., ЖАГФАРОВ Ф.Г.

Методические указания по выполнению лабораторных работ

АДСОРБЦИОННАЯ ОСУШКА ГАЗА

Под редакцией профессора Лапидуса А.Л.

МОСКВА - 2011

УДК 622.276.53

Григорьева Н.А, Жагфаров Ф.Г.: Методические указания по выполнению лабораторных работ: «Адсорбционная осушка газа ».

/ Под ред. А.Л. Лапидуса – М.: РГУ нефти и газа, 2009. - 15 с.

В методических указаниях по выполнению лабораторных работ «Адсорбционная осушка газа» дана методика проведения лабораторных работ по курсу «Газохимия. Часть I. Первичная переработка углеводородных газов» изложены краткие теоретические сведения по методам осушки газов, приведены порядок проведения экспериментов и обработки экспериментальных данных, описание лабораторного стенда установки осушки газа, инструкция по работе с программой. Методические указания предназначены для студентов РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина направления 655000 «Химическая технология органических веществ и топлива» (дипломированные специалисты),, направления 550800 «Химическая технология и биотехнология (бакалавры), программа 550801 «Химия и технология продуктов основного органического и нефтехимического синтеза» и 550809 «Химическая технология топлив и газа» (магистры).

Издание подготовлено на кафедре «ГАЗОХИМИИ».

Методические указания одобрены к изданию учебно-методической комиссией факультета химической технологии и экологии

Рецензент

д.т.н., проф.

Лыков О.П.

Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина, 2009

Содержание

	стр.
Введение………………………………………………………………………
1. Методы осушки газов…………………………………………………….
2. Описание лабораторного стенда осушки газа…………………………...
3. Порядок проведения эксперимента с применением кассетного адсорбционного осушителя промышленного образца…………………….
3.1 Порядок включения лабораторного стенда…………………………….
3.2 Порядок выключения лабораторного стенда…………………………..
4. Порядок проведения эксперимента по осушке газа с использованием лабораторного осушителя на синтетических цеолитах……………………
5. Порядок проведения эксперимента по осушке газа с использованием мембранного осушителя промышленного образца…..
6. Обработка экспериментальных данных…………………………………

Введение

Наличие паров воды в углеводородных газах связано с контактом газа и воды в пластовых условиях, а также с условиями их последующей обработки (сепарации, очистки от примесей и др.)

Обычно тяжелые углеводородные газы при тех же условиях содержат паров воды меньше, чем легкие. Наличие в газе H₂S и СО₂ увеличивает содержание паров воды, а наличие азота уменьшает.

Наличие влаги в углеводородных газах характеризуется рядом параметров.

Влагоемкость (влагосодержание) газа – это количество паров воды (в г/м³) в состоянии их насыщения при данных температуре и давлении.

Абсолютная влажность газа – это фактическое содержание паров воды (в г/м³ газа).

Относительная влажность – это отношение массы водяного пара, фактически находящееся в газовой смеси, к массе насыщенного пара, который мог бы находиться в данном объеме при тех же давлении и температуре, т.е. это отношение абсолютной влажности к влагосодержанию. Относительную влажность также выражают отношением парциального давления водяных паров в газе к давлению насыщенного пара при той же температуре.

Осушка газа – это процесс удаления из него влаги, т.е. снижение абсолютной и относительной влажности. Обычно глубина осушки (остаточное содержание влаги) регламентируется точкой росы.

Точка росы – это температура при данном давлении, при которой пары воды приходят в состояние насыщения, т.е. это наивысшая температура, при которой при данном давлении и составе газа могут конденсироваться капли влаги. Чем глубже осушка, тем ниже точка росы, которая обычно составляет, в зависимости от последующего назначения газа, от -20 до -70 °С.

Депрессия точки росы – это разность точек росы влажного и осушенного газа.

Присутствие в газе влаги нежелательно (а иногда и опасно) для процесса его транспортировки, поскольку влага может выпадать в чистом виде или в виде гидратов с углеводородами, приводя к осложнениям в работе систем транспортного устройства. Нежелательна влага в газе, если последующая его переработка ведется при низких температурах, при этом точка его росы должна быть ниже температур технологической переработки газа. Влага также может отравлять ряд катализаторов, используемых при дальнейшей переработке газа.

Степень осушки газа (депрессия точки росы) задается в зависимости от того, куда предполагается направлять газ – потребителю или на дальнейшую переработку. Если газ направляют потребителю, то выбор точки росы осушенного газа осуществляют исходя из того, чтобы точка росы газа по влаге была на несколько градусов ниже минимальной температуры, до которой газ может охлаждаться в процессе транспортировки, во избежание конденсации влаги и образования жидкостных пробок в трубопроводе. Если же газ предполагается направлять на дальнейшую переработку, например, на разделение методом низкотемпературной конденсации или ректификации, то точка росы осушенного газа задается исходя из предполагаемой рабочей температуры последующих стадий переработки.

Методы осушки газов

Осушка газа может осуществляться различными методами: прямым охлаждением, абсорбцией, адсорбцией или комбинированием этих способов.

Сущность адсорбционной осушки состоит в избирательном поглощении поверхностью пор твердого адсорбента молекул воды с последующим извлечением их из пор внешними воздействиями (повышением температуры адсорбента или снижением давления среды).

Осушка газа твердыми осушителями осуществляется в аппаратах периодического действия с неподвижным слоем осушителя. Полный цикл процесса осушки состоит из стадий адсорбции, регенерации и охлаждения адсорбента. В качестве осушителей применяют силикагели, алюмосиликагели, активированный оксид алюминия, бокситы и молекулярные сита (цеолиты). Их адсорбционная емкость существенно зависит от размера пор и соответственно удельной поверхности последних. При осушке газов, содержащих кислые компоненты, наиболее надежными являются цеолиты, они же самые дорогие.

Особенность молекулярных сит заключается в способности поглощать не только влагу, но и сероводород и углекислоту, т.е. очищать газ от кислых компонентов. Для уменьшения сопротивления движению газа адсорбенты изготавливают в виде шариков или гранул. Требования к осушителю очень жесткие: он должен быстро поглощать влагу из газа и легко регенерироваться, выдерживать многократную регенерацию без существенной потери активности и прочности, иметь высокую механическую прочность и поглотительную способность, оказывать малое сопротивление потоку газа, иметь невысокую стоимость.

Отличительной особенностью адсорбционного метода осушки является высокая степень осушки газа вне зависимости от его параметров, компактность установки, малые капитальные затраты для установок малой мощности. Недостатками метода являются большие расходы на адсорбент, высокое сопротивление потоку газа и высокие затраты при строительстве установок большой мощности. Адсорбционная осушка позволяет достичь депрессию точки росы до 100 °С (точка росы до -90 °С). Поэтому этот метод применяют, когда требуется высокая глубина осушки. Очищенный природный газ, направляемый, например, на гелиевый завод, обязательно подвергают адсорбционной осушке.

Дата добавления: 2015-10-30