Нефтегазоперерабатывающая промышленность

       Попутный  нефтяной газ после отделения  их от нефти поступают на газоперерабатывающие заводы (ГПЗ). Газ I ступени сепарации транспортируется под собственным давлением, а с удаленных на значительных расстояниях (80км и более) месторождений и с концевых ступеней сепарации – с помощью компрессоров. На ГПЗ после осушки, отделения газового конденсата, очистки от H₂S и СО₂ газы перерабатывают на следующие основные фракции: смесь метана и этана (отбензиненный газ); этан; смесь углеводородов С₃ и выше (нестабильный газовый бензин); смесь пропана с бутанами (сжиженный газ); смесь углеводородов С₅₊ (стабильный газовый бензин).

     Попутный  нефтяной газ используют как топливо (теплота сгорания 16-63 МДж/м³) и хим. сырье. В последнем случае обязательно разделение упомянутых фракций на компоненты. Метан, выделенный из отбензиненного газа, применяют большей частью как топливо и в меньшей степени при производстве NH₃, CH₃OH, ацетилена и др.; высокотемпературным пиролизом этана получают этилен. Нестабильный бензин разделяют на пропан, бутаны и стабильный бензин (углеводороды С_{5 +} ) [2].

       Пропан используют в чистом виде или в смеси с бутаном в качестве пиролизного сырья, топлива для дизельных двигателей и коммунально-бытового топлива, при получении уксусной кислоты, ацетона и др. Бутан, изобутан, пентан и изо-пентан применяют в производстве СК, а также топлив для автомобильного транспорта и коммунально-бытового обслуживания. Стабильный газовый бензин служит компонентом автомобильных бензинов, а также растворителем. При содержании не менее 3-5% масс.H₂S и 0,05% масс. Не целесообразно использовать ГНП для получения соответствующей дешевой товарной серы и гелия

     Осушка  газов – процесс удаления паров  воды из газов. Газ осушают с целью извлечения из него паров воды и обеспечения температуры точки росы газа по воде более низкой, чем минимальная температура, которая может быть в системах транспортирования или переработки газа. В промышленности наибольшее распространение получили следующие методы осушки газа: абсорбция влаги гигроскопическими жидкостями, адсорбция влаги активированными твердыми осушителями, конденсация влаги за счет сжатия или охлаждения газа.

     Абсорбционные способы основаны на поглощении влаги  из газов жидкими веществами, водные растворы которых имеют низкое давление паров воды. При выборе абсорбента руководствуются его физико-химическими  свойствами по отношению к компонентам  осушаемого газа. В качестве абсорбентов  применяют растворы CaCl₂ (35-40%), ZnCl₂, глицерина (85%), диэтиленгликоля (85-97%), триэтиленгликоля и т.д. Степень осушки газов, достигаемая при помощи этих абсорбентов, различна. Понижение точки росы газа не более 17^оС при применении раствора CaCl₂, 25-32^оС для ZnCl₂, 25-28^оС – глицерина, 25-30^оС диэтиленгликоля, 40-50^оС – триэтиленгликоля.

      Наиболее  распространенным абсорбентом является диэтиленгликоль и триэтиленгликоль. CaCl₂, ZnCl₂ вызывают коррозию аппаратуры, глицерин нестоек при нагревании во время регенерации.

      Адсорбционные способы основаны на поглощении влаги  из газов твердыми веществами –  адсорбентами. В качестве адсорбентов  применяют твердые CaCl₂, NaOH, KOH, бокситы, алюмогель, силикагель. В лабораторной практике применяются также BaO, MgO, P₂O₅. Широкое распространение в промышленности имеют бокситы, алюмогель и силикагель, которые легко регенерируются и способны поглотить от 2 до 10 % влаги (от собственного веса) понижают точку росы газа на 60^оС и более. Адсорбенты, как правило, дают большую степень осушки газа, чем абсорбенты.

      Для газовой осушки может быть использован  также непрерывный процесс адсорбции  с движущимся слоем сорбента, называемый гиперсорбцией.

      Физические  способы основаны на охлаждении осушаемого газа в поверхностном холодильнике водой или хладагентом, охлаждения после сжатия газа и в результате внезапного расширения сжатого газа. Выпадающийся при этом из газа конденсат  отводится через сепаратор в  канализацию .

     Жидкие  абсорбенты, применяемые для осушки природных и нефтяных газов, должны иметь высокую растворимость  в воде, низкую стоимость, хорошую  антикоррозионность, стабильность по отношению к газовым компонентам  и при регенерации; простоту регенерации, малую вязкость и т.д. Большинству  этих требований наилучшим образом  отвечают ДЭГ и ТЭГ и в меньшей  степени ЭГ.

      Диэтиленгликоль (СН₂ОН-СН₂-О-СН₂-СН₂ОН) в химически чистом виде - бесцветная жидкость. Как показали эксперименты в лабораторных и промышленных условиях, максимальное понижение точки росы газа при осушке ДЭГ обычно составляет 30–35° С .

             К достоинствам ДЭГ  можно отнести: высокая гигроскопичность, хорошая стабильность в присутствии сернистых соединений, кислорода и СО₂ при обычных температурах. Концентрированные растворы не затвердевают. Имеются и недостатки: потери от уноса выше, чем при применении ТЭГ. При регенерации трудно получить растворы с концентрацией ДЭГ выше 95%. Депрессия точки росы меньше, чем при осушке газа ТЭГ.

      Триэтиленгликоль (СН₂ОН-СН₂-О-СН₂- О-СН₂-СН₂ОН) получают соединением трех молекул ЭГ с образованием воды. Гликоли хорошо озирают влагу из газов в большом интервале температур.

      ТЭГ отличается высокой гигроскопичностью. Обеспечивается  высокая  депрессия точки осушаемого газа (27,8—47,3 °С), хорошая стабильность в присутствии сернистых соединений, кислорода и СО₂ при обычных температурах. При регенерации достаточно легко получаются растворы с концентрацией активного вещества 99%. Концентрированные растворы не затвердевают. Летучесть ТЭГ меньше, чем ДЭГ. К недостаткам: необходимы большие капитальные затраты. ТЭГ дороже ДЭГа.

     Осушка  газа этими абсорбентами основана на разности парциальных давлений водяных паров в газе и абсорбенте .

     На  промышленных установках осушить газ  до равновесной точки росы невозможно, так как он контактирует с гликолем расчетной концентрации только на одной верхней тарелке, а на остальных тарелках газ контактирует с более разбавленным раствором гликоля (разбавление происходит в результате насыщения абсорбента водой). Поэтому на технологических установках фактическая точка росы осушенного газа на 5—11С° выше равновесной. При этом осушка газа гликолями производится обычно до точки росы не ниже 25 – 30С°; для более глубокой осушки необходимы растворы с высокой концентрацией гликоля, что сопряжено с определенными трудностями (использование таких осушителей приводит к увеличению потерь гликолей с осушенным газом). В последние годы высококонцентрированные гликоли стали использовать в промышленности для осушки газа .