ОБРАБОТКА ПРИРОДНОГО ГАЗА

Обработка природного газа - система технологических процессов, обеспечивающих необходимое качество газа по топливным характеристикам и санитарно-гигиеническим показателям при его использовании в помещениях, имеющих газовые приборы без отвода продуктов сгорания в дымоход. Качество природного газа оценивают по содержанию в нем: влаги, сероводорода (H2S), механических примесей, кислорода (О2), диоксида углерода (СО2). В соответствии со стандартами содержание вредных примесей в газе, предназначенных для газоснабжения городов, не должно превышать: сероводорода — 0,02 г/м ; органической серы — 30—50 мг; механических примесей — 0,001 г/м3; диоксида углерода — не более 2%; кислорода — не более 1 % по объему. Отклонение теплоты сгорания от номинированного значения не должно быть более ±5%. Принятая технология обработки природного газа включает очистку от механических примесей (твердых включений, к которым относятся окиси алюминия, соединения кремния, железа, кальция, магния, серы), сероводорода и диоксида углерода, осушку и одоризацию. Существует сухая и мокрая очистка газа от механических примесей. К аппаратам сухой очистки относятся гравитационные-сепараторы, циклонные (мультициклонные) пылеуловители. В них под действием силы тяжести и изменения направления и скорости движения потока механической примеси отделяются от газа. Эти аппараты имеют небольшое аэродинамическое сопротивление и хорошо очищают газ от примесей с размером частиц более 40 мкм. К аппаратам мокрой очистки от механических примесей относятся масляные пылеуловители, висцинопые фильтры, в которых очистка газа происходит при соприкосновении загрязненного потока с жидкостью (смесь цилиндрового и солярового масла). Достоинство масляных пылеуловителей — высокая степень очистки газа (97 — 98%), недостатки — большое аэродинамическое сопротивление, унос жидкости и значительная металлоемкость. Для очистки газа используют абсорбционный способ. Очищаемый газ поступает в абсорбер, в котором навстречу потоку газа (противопотоком) подается поглотитель (реагент). Продукты взаимодействия поглотителей с H2S и СО2 проходят специальную обработку, в результате чего раствор поглотителя регенерируется и выделяются H2S и СО2, которые поступают на дальнейшую переработку для получения серы и серной кислоты. Регенерированный раствор снова подают в абсорбер. В качестве поглотитлей H2S и СО2 используют водные растворы этаиоламинов (моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин), водную суспензию неорганические соединения цинка. Эксплуатируемые установки обеспечивают очистку газа до концентрации 0,008 мг/м и почти полностью извлекают СО2.
При определенных условиях (температуре, давлении) водяные пары, содержащиеся в газе, могут конденсироваться и образовывать в газопроводе ледяные пробки и кристаллогидраты — соединения из молекул воды и газа. Во избежание этого газ осушают, принимая температуру точки росы на 5—7 С ниже рабочей температуры в газопроводе. Осушкой называют процесс удаления паров воды из газа. Ее осуществляют абсорбцией с применением жидких поглотителей или адсорбцией твердыми сорбентами и физическими способами — простым охлаждением или охлаждением с последующей абсорбцией. Преимущества жидких поглотителей — низкие потери давления газа в системе; возможность осушки газов, содержащих вещества, загрязняющие твердые сорбенты; меньшие и эксплуатационные затраты. Однако степень осушки с применением жидких поглотителей меньше, при этом температура осушаемого газа должна быть не выше 50°С. Для абсорбционной осушки природного газа в основном используют диэтиленгликоль и триэтиленгликоль, водные растворы которых обладают высокой влагоемкостью, нетоксичны, не вызывают коррозию металла и стабильны. Для осушки газа адсорбционным споробом в качестве поглотителей применяют силикагель, алюмогель, активированный боксит, природные цеолиты. Используемый в городских и сельских поселениях природный газ должен обладать сильным характерным запахом. Такой запах газу придают для повышения безопасности его применения и для обнаружения утечек. Этот процесс называют одоризацией. Одорант должен быть физиологически безвреден, неагрессивен к металлам и материалам газовых сетей и приборов, инертен к компонентам одорируемого газа или к содержащимся в нем примесям, малорастворимым в воде или конденсате; легко испаряться в потоке газа с высоким давлением и низкой температурой, а его продукты сгорания безвредны. По составу одоранты классифицируют на меркаптановые (каптан, колодорант, метилмеркаптан, этилмеркаптан) и сульфидные (триэтилсульфид, димэтилсульфид, тетрагидротифон). Для одоризации природных газов в основном применяют отилмеркаптан (C2H5SH). Количество вводимого в газ одоранта определяют таким образом, чтобы при концентрации в воздухе газа, не превышающего 1/5 нижнего предела воспламенения, ощущался резкий запах одоранта. Средняя норма расхода этилмеркаптана 16 г на 1000 м3 природного газа, поступающего в городские сети (в случае выявления утечек газа в подземных газопроводах кратковременно расход одоранта увеличивают в 10 раз). Для одоризации применяют установки двух типов: прямого действия и параллельного включения. Установки первого типа подают в одорант непосредственно в основной газопровод; второго — в параллельно проложенный газопровод, по которому проходит часть газа. По принципу работы установки подразделяют на капельные, фитильные, барботажные. Капельными одорант подается в газопровод отдельными каплями или тонкой струей, где он испаряется и смешивается с газовым потоком. Они просты по конструкции, но для них необходимо ручное регулирование подачи одоранта. В фитильных установках увеличение площади поверхности испарения создается с помощью матерчатых или керамических фитилей, частично погруженных в жидкий одоран и обладающих большой всасывающей способностью. В барботажных одорант испаряется при барботаже (пробулькивании) раздробленной струей газа через слой одоранта. Барботажные одоризаторы выпускают автоматизированными.