Станислав Кондауров

Адсорбционные установки осушки газа

Recommended Posts

Уважаемый Виктор ВНИИГаз!

Соглашусь как с Вами, так и с Газовым Шейхом - ни один из методов подготовки газа не является панацеей.

Кстати, как Вы могли заметить слово оптимальный я выделил жирным smile.gif , наверное предполагал, что последует незамедлительная реакция коллег, попросят привести аргументы.

Немного уточню, адсорбционная технология наиболее оптимальна применительно к подготовке экспортного газа для его транспортировки по морским газопроводам (согласно примерам, приведенных мною ранее), когда предъявляются более строгие требования к качеству подготавливаемого газа (ТТР по воде -30 град. С, ТТР по углеводородам -20 град. С при давлении 22 бар.), как видите они гораздо жестче, чем при "обычной" транспортировке газа по Европейским газотранспортным сетям.

Технология одновременной осушки и отбензинивания (адсорбция силикагелем) способна довести качество газа до требований контракта по таким показателям как ТТР по воде и УВ. (Например, гликолями воду уберешь, а УВ С6+ останутся, а эффективность НТС падает по мере снижения содержания в газе УВ С5+). Адсорбция же эффективна, даже при самых низких содержаниях УВ С6+, т.е. эта технология обеспечивает, как никакая другая тонкую осушку и очистку газа.

На УПГТ Кс "Краснодарская" 2 линии по 6 адсорберов в каждой, загруженных комбинированным слоем силикагелей немецкой фирмы BASF марок Trokenperlen-WS (защитный слой) и Trokenperlen-Н (основной слой) - стоимость можете уточнить у производителя, но по последним данным 10-12 долларов за 1 кг. Гарантийный срок службы 2 года, расчетный 5 лет. Загрузка каждого из адсорберов составляет 42 тонны, расход газа на каждый из адсорберов до 250 тыс. н. куб. м. с годовой производительностью установки 16 млрд. н. куб. м., параметры процесса: t=20-25 град. С; давление 60 бар.

Утилизируют отработанный силикагель сл. способами: захоранивают на специальных полигонах, либо используют в качестве добавки в асфальт. (Если кто знает иные способы, прошу сообщить, заранее благодарен).

На строящейся КС "Портовой" будет 4 линии по 5 адсорберов в каждой, с загрузкой 106 т силикагеля в каждом (2120 т-общая загрузка!), годовая производительность УПГТ составит 55 млрд. н. куб. м, параметры процесса близки к "Краснодарской": t= 15 град. С; давление 72 бар.

Безусловно, этот же газ (предполагаемого состава для "Северного потока") можно подготовить и комбинацией других способов, но когда посчитаем затраты, оказывается тот самый оптимум все таки ближе к адсорбции. Повторюсь, в данных, указанных случаях, при прочих, обязательных к выполнению условиях...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну тогда у меня следующие вопросы просто по технологии.

1. На адсорбенте осаждается только вода и некотороые растворимые в воде соединения (метанол, сероводород) или подбирая адсорбент можно без применения холодильных циклов снизить точку росы газа по общей влаге до значений ниже -60 C?

2. Оборудование (адсорберы как таковые и адсорбционные установки малой мощности) производят теже предприятия, где делается сам наполнитель-адсорбент или так не бывает?

Ой, пока писал свои вопросы появился ответ на первый ))) Спасибо!

Но есть ли информация по производителям селикагели и подходящего оборукдования (самих адсорберов) на территории России и стран бывшего СССР?

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. В зависимости от состава газа можно подобрать комбинированный слой адсорбентов, который последовательно уберет все нежелательные компоненты, как я говорил и тяжелые УВ С6+ тоже сорбируются. Совершенно верно можно достичь адсорбцие ТТР ниже -60 С, цеолиты и до -90-100 С сушат.

2.Насколько я знаю, производители адсорбентов не лезут в "железо", но тем не менее тесно сотрудничают с предприятиями-изготовителями оборудования.

Все таки синтез адсорбентов-химия, а изготовление оборудования-немного другое.

Share this post


Link to post
Share on other sites

По адсорбентам есть иннформация по РОССИИ и СНГ.

Кстати, далеко ходить не надо, во ВНИИГАЗЕ такой информацией владеют в Секторе Адсорбционных и Каталитических Технологий, Центра "Переработка газа и жидких углеводородов" smile.gif

Share this post


Link to post
Share on other sites

Пишите в личку, что именно нужно, подумаем...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Думаю, что со временем будут использоваться комбинированные технологии грубая осушка с использованием холода внешней среды и/или дешевых по энергозатратам холодильным циклам с холодом на уровне -6 – 0 С и адсорбционная с использованием различных адсорбентов. Это позволит не только снизить размеры адсорберов и/или частоту их регенерации, но позволит возвращать в производственный процесс метанол уносимый газом (метанол сорбируется на цеолитах типа NaХ – у БАСФ есть специальные сорта для метанола). Истина обычно где-то по середине. ......

Share this post


Link to post
Share on other sites

Указанный силикагель, тоже сорбирует метанол...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Указанный силикагель, тоже сорбирует метанол...
Да Вы правы. Сорбирует. я порылся в патентах и нашел, что для улучшения сорбционной способности силикагеля по метанолу нужна его доработка (пропитка силикагеля например, хлоридом никеля и т.д. и последующий прогрев до 200 С). Но тогда сам Бог велел делать комбинированные (НТС на уровне -5 - 0 С + адсорбция) установки. И расход силикагеля сократится и потери метанола будут ничтожны.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Господа, а как регенерировать селикагель, насыщенный углеводородами? 1) Продувать его осушенным и подогретым газом, который затем либо сжигать (не важно на факеле или в печи), либо подвергать охлаждению с выделением ШФЛУ или 2) достаточно снижения давления до 1.5 ата и углеводороды вплоть до бутана сами выскакивают как миленькие? Как это обычно реализуется на практике и применимо ли это для малых объёмов подготовки газа, например для коррекции метанового числа топливного газа перед ГПД?

Share this post


Link to post
Share on other sites
... в добыче, там нужно только осушить до требований ОСТ 5140-93, т.е. до точки росы по влаге -10 зимой и -5 летом, применять для этих целей аДсорбцию слишком большая роскошь.

И на ГПЗ аДсорбция используется главным образом не для простой осушки, а чаще для разделения (выделения) ценных компонентов из газовой смеси.

Вот никогда не задумывался, а сейчас вдруг родился вопрос: если осушить газ до ТТР -10 ºC то в условиях севера из такого газа обязательно выпадет влага? Или я чего-то не учиываю и температура в газопроводе не снижается даже зимой и даже в условяих нашего севера ниже -10 ºC?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Господа, а как регенерировать селикагель, насыщенный углеводородами? 1) Продувать его осушенным и подогретым газом, который затем либо сжигать (не важно на факеле или в печи), либо подвергать охлаждению с выделением ШФЛУ или 2) достаточно снижения давления до 1.5 ата и углеводороды вплоть до бутана сами выскакивают как миленькие? Как это обычно реализуется на практике и применимо ли это для малых объёмов подготовки газа, например для коррекции метанового числа топливного газа перед ГПД?
На практике регенерируют обоими указанными Вами способами, только чаще газ регенерации отбирают из потока сырого газа, после прохождения адсорбера газ регенерации охлаждают, разделяют жидкие и газообразные продукты в сепараторах (конденсат+вода+метанол), а сверха сепараторов газовою фазу возвращают в голову процесса.

Как Вы указали во втором случае, такие установки называют КЦБА (установки короткоцикловой безнагревной адсорбции), но они чаще используются при удалении из газа СО2 перед направлением его на сжижение.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вот никогда не задумывался, а сейчас вдруг родился вопрос: если осушить газ до ТТР -10 ºC то в условиях севера из такого газа обязательно выпадет влага? Или я чего-то не учиываю и температура в газопроводе не снижается даже зимой и даже в условяих нашего севера ниже -10 ºC?
Обычная "зимняя" температура газа в газопроводах идущих из Надымского района ЯНАО (Медвежье, Уренгой, Ямбург, Заполярное) не опускается ниже 0 градусов Цельсия, и влага при такой осушке в них вполне может выпадать. Только в ОСТе отдельно прописаны нормы для Севера и НЕ Севера. Для Севера - ТТР по влаге минус 20, по УВ минус 5.

И осушка ведется так, чтобы ТТР зимой не выше -20, летом -10. Так по ОСТу.

Share this post


Link to post
Share on other sites
На практике регенерируют обоими указанными Вами способами, только чаще газ регенерации отбирают из потока сырого газа, после прохождения адсорбера газ регенерации охлаждают, разделяют жидкие и газообразные продукты в сепараторах (конденсат+вода+метанол), а сверха сепараторов газовою фазу возвращают в голову процесса.

Как Вы указали во втором случае, такие установки называют КЦБА (установки короткоцикловой безнагревной адсорбции), но они чаще используются при удалении из газа СО2 перед направлением его на сжижение.

А мы уже достаточно давно отказались от регенерации силикагеля "сырым" газом, вернулись к проектной схеме - "сухим".

Share this post


Link to post
Share on other sites

Почему? Ведь рациональнее всё же использовать "сырой" газ. Или есть неприятные последствия? Какие?

А почему КЦА используется только для удаления CO2? Это как-то связано с тем, что адсорбент может постепенно насытиться углеводородами типа С5 и его уже не восстановить? Если так, то почему бы не совместить КЦА с вакуумным насосом, пусть даже адсорбция перестанет при этом быть короткоцикловой?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравствуйте!Я являюсь студентом РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина и меня интересуют вопросы:

1)Как в настоящее время определяется степень насыщения адсорбента?

2)При каком давлении и тем-ре проводят процесс адсорбции и десорбции?а то везде разные данные((

3)Какие размеры адсорбционных установок?Например, с неподвижным слоем?

4)Какова масса адсорбента и самой установки?

Спасибо!

Share this post


Link to post
Share on other sites
Здравствуйте!Я являюсь студентом РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина и меня интересуют вопросы:

1)Как в настоящее время определяется степень насыщения адсорбента?

2)При каком давлении и тем-ре проводят процесс адсорбции и десорбции?а то везде разные данные((

3)Какие размеры адсорбционных установок?Например, с неподвижным слоем?

4)Какова масса адсорбента и самой установки?

Спасибо!

Здравствуйте, студент!

А какая установка Вас интересует? Давайте попробуем определиться с ее параметрами и тогда определим ответы на вопросы.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну марки я не знаю,конечно,но меня интересуют, самые простые вертикальные адсорберы с неподвижным слоем адсорбента.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ну марки я не знаю,конечно,но меня интересуют, самые простые вертикальные адсорберы с неподвижным слоем адсорбента.
Тогда, так. Для начала открываем Касаткина "ПАХТ", Кельцева "Основы адс.техн." и Кемпебела "Очистка и переработка ПГ" /в Губкина все данные источники есть/. Знакомимся с основами адсорбционных процессов.

Делаем вывод насоколько сильно зависят решения от показателей: см. расходы газа, влагонасыщение,

требуемые степени очистки, типы адсорбентов и т.д. /лучше посчитать укрупненно несколько раз/. После этого уточняем задачу и начинаем плодотворно делиться знаниями, умением и опытом.

С наилучшими пожеланиями, студенту Геннадию!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну это я читал почти все.Мне именно реальные данные интересны)какие в настоящее время используются...хотя бы парочку ради примера...Особенно интересует как определяют степень насыщения..т.е. например имеем двухколонную короткоцикловую установку, как опредеяют что пора переключать первый на десорбцию,а второй на адсорбцию...как эти циклы вычисляют,эксперементально, теоретически, либо датчики влажности на выходе стоят?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ну это я читал почти все.Мне именно реальные данные интересны)какие в настоящее время используются...хотя бы парочку ради примера...Особенно интересует как определяют степень насыщения..т.е. например имеем двухколонную короткоцикловую установку, как опредеяют что пора переключать первый на десорбцию,а второй на адсорбцию...как эти циклы вычисляют,эксперементально, теоретически, либо датчики влажности на выходе стоят?
На самом деле все, что Вы перечислили используется и одновременно. Т.е. имеются и влагомеры по которым могут корректироваться циклы /плавающая циклограмма/, и расчетные циклы присутствуют за которые сдвигаться нельзя. Собственно циклы считаются теоретически и корректируются при необходимости "по ходу" по данным влагомеров и аналитических проб.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Почему? Ведь рациональнее всё же использовать "сырой" газ. Или есть неприятные последствия? Какие?

А почему КЦА используется только для удаления CO2? Это как-то связано с тем, что адсорбент может постепенно насытиться углеводородами типа С5 и его уже не восстановить? Если так, то почему бы не совместить КЦА с вакуумным насосом, пусть даже адсорбция перестанет при этом быть короткоцикловой?

Извините, что вмешиваюсь в ваш разговор, но с осушкой (как и очисткой газа сталкивался на подготовке пирогаза к низкотемпературному газоразделению-там все как и положено в КЦА, на одной из стадии конечной регенерации (перед охлаждением адсорбента) ее продят ныгретым в печи газом. Цеолит UOP, температура точки росы не выше -100°С, только вот автоматизацию пока не в состоянии поставить наша обедневшая нефтехимия...все делают операторы вручную, правда дистанционно! Вот так это описано в регламенте-там ответы на большивство вопросов:

"Одновременно работают два последовательно включенных осушителя из трех, а третий отключается на регенерацию.В газе, поступающем на осушку, имеются легко полимеризующиеся углеводороды (дивинил и циклопентадиен), которые вместе с влагой адсорбируются на поверхности цеолитов. Эти углеводороды при горячей регенерации могут полимеризоваться на поверхности адсорбентов, что приведет к резкому снижению активности адсорбентов. Поэтому перед разогревом необходимо удалить тяжелые полимеризующиеся углеводороды из адсорбера. Десорбция тяжелых углеводородов осуществляется вначале влажным газом (в цикле осушки) при температуре 15-25°С, а затем холодным сухим газом регенерации (в цикле регенерации) при температуре 10°С.

Десорбция углеводородов влажным газом (так называемая "влажная" регенерация) происходит в первом по ходу адсорбере за счет замены адсорбированных углеводородов водой, во втором, по ходу газа, адсорбере происходит осушка пирогаза до требуемой точки росы.

Переключение адсорбера производится, когда второй по ходу газа адсорбер проработал цикл осушки.

Первый по ходу адсорбер, находившийся в стадии "влажной" регенерации, переводится на регенерацию , второй по ходу адсорбер, работающий в стадии осушки газа, включается первым по ходу и работает в стадии "влажная регенерация", третий адсорбер, находившийся на регенерации, включается вторым по ходу и работает в цикле осушки газа.

Такая схема включения адсорбера обеспечивает удаление тяжелых углеводородов с поверхности адсорбента перед разогревом и тем самым предотвращает снижение влагоемкости адсорбента в течение значительного периода. Перед началом регенерации производится сброс давления из адсорберов всас турбокомпрессора или в коллектор топливного газа.

Регенерация осушителей осуществляется поочередно практически сухой метановой фракцией при температуре до 250°С."

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравствуйте!У меня еще возник вопрос.Кто-нибудь мог бы дать мне данные о реальных физических параметрах адсорбционной установки вот такого типа:

p0204.jpg

А конкретнее меня ооочень интересуют след. параметры: масса одного адсорбера, его размеры,и еще очень важно сколько в него загружают адсорбента(масса).Нам студентам очень тяжело найти реальные данные, так как университет это кладезь, теории но не практики(((Заранее спасибо!

Share this post


Link to post
Share on other sites
Почему? Ведь рациональнее всё же использовать "сырой" газ. Или есть неприятные последствия? Какие?

А почему КЦА используется только для удаления CO2? Это как-то связано с тем, что адсорбент может постепенно насытиться углеводородами типа С5 и его уже не восстановить? Если так, то почему бы не совместить КЦА с вакуумным насосом, пусть даже адсорбция перестанет при этом быть короткоцикловой?

Простите, Виктор! Я не заметил ваш пост во время. Долго отсутствовал. При регенрации "сырым" газом, приходится держать выше температуру на выходе печи, а это дополнительно сжигаемый тот же газ, либо увеличивать длительность цикла десорбции, что тоже ведет к излишнему сжиганию...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Очень интересная тема. В настоящий момент меня интересует адсорбционная осушка воздуха: выбор адсорбента, как наилучшим образом организовать регенерацию (что может способствовать экономии энергии) и т.д.

Недавно на одном из сайтов нашёл такие соображения по вопросу о том, почему силикагель начинает "пылить", т.е. давать в составе осушенного газа пыль. Пишут о двух факторах:

1. Закончился срок годности адсорбента.

2. Используется ненормативный режим работы адсорбера, что означает:

а) гранулы сорбента внутри колонки не зафиксированы должным образом, что позволяет им сдвигаться и тереться между собой;

б) допускаются нерекомендуемые значения перепада давления между входом и выходом адсорбера, что опять же приводит к движениям гранул и их истиранию.

Но автор поста вообще рекомендует отказаться от силикагеля, а использовать, как я понял с английского, гранулы окиси алюминия. Прошу меня поправить, если я не знаю тонкостей языка: alumina - это "окись алюминия"? Или корунд? Он прочен и характеристики работы, говорят, неплохие. Хотя с точки зрения осушки природного газа, слыхал, он не очень - может закоксовываться и плохо отбензиниваться. Прошу высказать по этому поводу мнение.

Для интересующихся вопросом могу рекомендовать англоязычный сайт: http://www.cheresources.com/invision/index.php?/index где часто по вопросам осушки газа очень квалифицированные, на мой взгляд, рекомендации даёт автор Art Montemayor.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Для Долгушева С.В.

Силикагели пылят, так как в СНГ используются не влагостойкие марки. Так как при компримировании воздуха на силикагель попадает влага, гранулы начинают просто трескаться. Вы легко можете в этом убедиться опустив стандартные марки силикагелей (типа КСМГ или КСКГ) в стакан с водой. Они просто распадутся на части или будет слышно потрескивание. Это основная причина того что они могут пылить с самого начала эксплуатации.

В результате отечественные силикагели перегружают один раз в год. При использовании влагостойких марок срок службы увеличивается до 5 лет минимум. Известны случаи работы силикагелей по 8-10 лет. Например БАСФ продаёт влагостойкий силикагель (несколько сотен тонн в год) поставщикам тормозных систем для тяжёлых грузовиков для осушки воздуха, подаваемого в тормозную систему. Очевидно, что срок службы такого продукта должен быть несколько лет.

"Пишут о двух факторах:1. Закончился срок годности адсорбента." Срок годности нормального адсорбента заканчивается, когда цикл адсорбции становится меньше по времени, чем цикл регенерации. Это в первую очередь связано с дергадацией поверхности силикагеля - блокировка пор отложениями, закоксовывание и т.п. Если силикагель просто рассыпается на части - это нехороший силикагель, может привести к забивке воздуховодов со всеми вытекающими последствиями.

"рекомендует отказаться от силикагеля" - зачем? У силикагеля есть одно важно преимущество перед оксидом алюминия (alumina) - низкая температура регенерации (140-180оС). [Корунд - это альфа фаза оксида алюминия, для адсорбентов используют гамма фазу]. Поставляем мы и силикагели, и оксид алюминия для разных целей. Для осушки воздуха - Результаты очень похожие. Сроки пробега сравнимые.

НО для природного газа нужно использовать только силикагель или цеолиты, так как температура регенерации оксида алюминия - около 300оС. При такой температуре вся тяжёлая органика закоксуется. Оксид алюминия никогда не рассматривался для этой цели. Пытаться пробовать не имеет смысла.

Приношу извинения за немного сумбурный ответ.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.