На большинстве промыслов осушку газа выполняют жидкими поглотителями. Для абсорбционной осушки газа применяют в основном диэтиленгликоли (ДЭГ) и триэтиленгликоли (ТЭГ); при осушке впрыском как ингибитор гидратообразования используется этиленгликоль (ЭГ).
Свойства химически чистых гликолей приведены в табл. 3.3, а технические условия на товарные гликоли, выпускаемые отечественной промышленностью, - в табл. 3.4.
Таблица 3.3
Свойства химически чистых гликолей
Показатели
|
ЭГ
|
ДЭГ
|
ТЭГ
|
Относительная молекулярная масса
|
62,07
|
106,12
|
150,17
|
Плотность, г/см
|
|
|
|
при 20 °С
|
1,11
|
1,118
|
1,126
|
" 15 °С
|
1,117
|
1,119
|
1,1274
|
Температура кипения (в °С) при давлении, МПа:
|
|
|
|
0,1013
|
197
|
245
|
285
|
0,0073
|
123
|
164
|
198
|
0,0015
|
91
|
128
|
162
|
Температура, °С:
|
|
|
|
начала разложения
|
164
|
164,5
|
206
|
замерзания
|
-12,6
|
-8
|
-7,6
|
вспышки (в открытом тигле)
|
115
|
143,3
|
165,5
|
воспламенения на воздухе
|
-
|
350,3
|
173,9
|
Скрытая теплота парообразования при давлении 0,1013 МПа, кДж/г
|
799,3
|
628
|
416,2
|
Коэффициент объемного расширения при температуре 0-50°С
|
0,00062
|
0,00064
|
0,00069
|
Коэффициент рефракции при 20 °С
|
1,4318
|
1,4472
|
1,4559
|
Таблица 3.4
Технические условия на товарные гликоли, выпускаемые отечественной промышленностью
Гликоли
|
Плотность при
|
Температура кипения при 0,1013 МПа, °С
|
Объем
|
|
20°С, г/см
|
начало, не ниже
|
конец, не выше
|
отгона, мл, не менее
|
Этиленгликоль
(ЭГ) марки:
|
|
|
|
|
А
|
1,114-1,115
|
196
|
199
|
95
|
Б
|
1.110-1,115
|
194
|
200
|
96
|
В
|
не ниже 1,11
|
193
|
200
|
90
|
Диэтиленгликоль (ДЭГ) марки:
|
|
-
|
|
|
ДП
|
1,116-1,1163
|
244
|
247,5
|
98
|
ДН
|
1,115-1,1163
|
241
|
250
|
96
|
ДГ
|
1,115-1,1163
|
240
|
250
|
96
|
При осушке газа жидкими поглотителями (рис. 3.11) газ, освобожденный от капельной влаги в нижней скрубберной секции абсорбера, осушается раствором гликоля. Осушенный газ проходит верхнюю скрубберную секцию, где от него отделяются капли унесенного раствора гликоля, и поступает в газопровод. Насыщенный влагой раствор гликоля подвергается регенерации в десорбере.
Рис. 3.11. Технологическая схема осушки газа жидкими поглотителями:
1 - абсорбер; 3 - выветриватель; 3 - отпарная колонна (десорбер); 4 - теплообменник; 5 - кипятильник;
6 - холодильник; 7 - промежуточная емкость; 8 - насос; I - сырой газ; II - осушенный газ; III - газы выветривания:
IV - водяной пар; V - регенерированный абсорбент; VI - свежий абсорбент; VII - гаэовый конденсат
В промышленности приходится иметь дело с водными растворами гликолей (рис. 3.12).
Рис. 3.12. Зависимость точки росы осушенного газа от температуры контакта
и концентрации растворов ТЭГ () и ДЭГ ()
Количество свежего раствора поглотителя, необходимого для осушки газа до заданной точки росы, определяют по формуле , где - количество извлекаемой из газа влаги; и - массовая доля гликоля соответственно в свежем и насыщенном растворах.
На практике разность между концентрациями свежего и насыщенного растворов принимают равной 3-4%.
Пример 3.3. Определить количество циркулирующего раствора ДЭГ, необходимого для осушки 50000 м/ч газа, относительная плотность которого равна 0,6; температура контакта 25 °С; газ находится в стадии насыщения водяными парами; давление 5 МПа; точка росы осушенного газа должна быть -5 °С, концентрация свежего ДЭГ на 3% выше концентрации насыщения раствора, содержание влаги в осушенном газе 0,1 г/м.
Решение
1. Определяем количество извлекаемой из газа влаги. По графику (см. рис. 3.5) содержание влаги во влажном газе равно 0,6 г/м, тогда
кг/ч.
2. По графику (см. рис. 3.12) концентрация раствора ДЭГ, способного снизить точку росы с 25 до -5 °С, равна 96 %.
3. Насыщенный раствор имеет концентрацию 96 - 3 =93%.
4. Количество свежего раствора ДЭГ
кг/ч.
5. Плотность химически чистого ДЭГ равна 1118 кг/м, а плотность свежего 96 %-го водного раствора составляет 0,96·1118 + 0,04·1000 = 1113 кг/м.
6. Объем циркулирующего раствора 775/1113 = 0,695 м/ч.
7. В пересчете на 1 кг извлекаемой воды приходится свежего раствора 0,695/25 = 0,028 м/кг.
На промышленных установках осушки газа расход циркулирующего раствора составляет 0,03-0,05 м/кг извлекаемой воды.
Конденсат из сепараторов собирается в емкости выветривания, в которой поддерживается давление 1,5-3 МПа, а насыщенный гликоль подается на регенерацию.
Значения точек росы влажных углеводородных газов приведены в табл. 3.5.
Таблица 3.5
Значения точек росы (в °С) влажных природных углеводородных газов
Дав-
ление в газо-
про-
воде, МПа
|
Содержание водяных паров в газе, г/м
|
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
40
|
50
|
60
|
80
|
100
|
150
|
200
|
250
|
300
|
400
|
500
|
600
|
800
|
1000
|
0,1
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-40
|
-38
|
-36
|
-33
|
-30,5
|
-28,5
|
-25
|
-23
|
0,5
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-39
|
-37
|
-34
|
-31,5
|
-27
|
-24
|
-21,5
|
-19
|
-15,5
|
-13
|
-10,5
|
-7
|
-4
|
1
|
-
|
-
|
-
|
-39.5
|
-38
|
-35,5
|
-33
|
-30,5
|
-27,5
|
-25
|
-20
|
-16,5
|
-13,5
|
-12
|
-7,5
|
-4,0
|
-2
|
1,5
|
5
|
1,5
|
-
|
-
|
-39
|
-36,5
|
-34,5
|
-31
|
-29
|
-27
|
-23,5
|
-21
|
-15,5
|
-12
|
-9
|
-6,5
|
-2,5
|
0,5
|
3,5
|
7,5
|
11
|
2
|
-
|
-40
|
-36,5
|
-34
|
-32
|
-28,5
|
-26,5
|
-24
|
-20,5
|
-18
|
-12,5
|
8,5
|
-5,5
|
-3,5
|
1
|
4,5
|
7
|
11
|
15
|
2,5
|
-
|
-38
|
-35
|
-32
|
-30
|
-27
|
-24
|
-22
|
-18
|
-15
|
-10
|
-6
|
-3
|
-0,5
|
4
|
7,5
|
10
|
14,5
|
18,5
|
3
|
-
|
-37
|
-33,5
|
-31
|
-28,5
|
-25,5
|
-22,5
|
-20,5
|
-16,5
|
-13,5
|
-8
|
-4
|
-1
|
1,5
|
6
|
9,5
|
12
|
17
|
21
|
3,5
|
-
|
-36
|
-32,5
|
-30
|
-27,5
|
-24
|
-21
|
-19
|
-15,5
|
-12
|
-6,5
|
-2,5
|
-1
|
3,5
|
8
|
11,5
|
14
|
19
|
23
|
4
|
-40
|
-35
|
-31,6
|
-29
|
-26,5
|
-23
|
-20
|
-18
|
-14,5
|
-11
|
-5
|
-1
|
-2,5
|
5
|
9,5
|
13,5
|
16
|
21
|
25
|
4,5
|
-39
|
-34
|
-30,5
|
-28
|
-25,5
|
-22
|
-19
|
-17
|
-13,5
|
-10
|
-4
|
0,5
|
4
|
6,5
|
11
|
15
|
18
|
23
|
27
|
5
|
-38,5
|
-33,5
|
-30
|
-27
|
-24,5
|
-21,5
|
-18
|
-16
|
-12,5
|
-9
|
-3
|
1,5
|
5
|
8
|
12,5
|
16,5
|
19,5
|
24,5
|
28,5
|
5,5
|
-38
|
-33
|
-29,5
|
-26,5
|
-24
|
-20
|
-17
|
-15
|
-11,5
|
-8
|
-2
|
2,5
|
6
|
9
|
13,5
|
17,5
|
20,5
|
25,5
|
30
|
6
|
-37,5
|
-32,5
|
-29
|
-26
|
-23,5
|
-19,5
|
-16,5
|
-14
|
-10,5
|
-7
|
1
|
3,5
|
7
|
10
|
14,5
|
18,5
|
21,5
|
26,5
|
31
|
6,5
|
-37
|
-32
|
-28,5
|
-25,5
|
-23
|
-19
|
-16
|
-13,5
|
-9,5
|
-6
|
0
|
4,5
|
8
|
11
|
15,5
|
19,5
|
22,5
|
27,5
|
32
|
7
|
-36,5
|
-31,5
|
-28
|
-25
|
-22,5
|
-18,5
|
-15,5
|
-13
|
-9
|
-5,5
|
0,5
|
5
|
9
|
12
|
16,5
|
20,5
|
23,5
|
28,5
|
33
|
7,5
|
-36
|
-31
|
-27,5
|
-24,5
|
-22
|
-18
|
-15
|
-12,5
|
-8,5
|
-5
|
1
|
5,5
|
9,5
|
12,5
|
17,5
|
21,5
|
24,5
|
29,5
|
34
|
|