Сжижение и очистка природного газа с большим содержанием двуокиси углерода

Сжижение и очистка природного газа с большим содержанием двуокиси углерода

Иксанов Р.Р.

(научный руководитель доцент, к.х.н. Попов О.М.

РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина)

Сжижение природного газа с каждым днем становится все более значимым процессом в мировой индустрии, в связи с расширением областей использования, а главное с увеличением экспорта природного газа в сжиженном виде. Но газ перед ожижением требует тщательной очистки, иначе примеси при низких температурах могут выпасть в виде твердых частиц. В результате примеси воды, диоксида углерода при низких температурах могут забивать проходные сечения аппаратов и труб и, кроме того, служить источником истирания конструкционных материалов. Таким образом, газ требует предварительной очистки.

Существуют различные способы очистки природного газа. Но в промышленности преимущественно используются методы адсорбции и абсорбции. Применение адсорбции целесообразно при небольших расходах и небольшом содержании нежелательных примесей, или для извлечения остаточных количеств кислых компонентов после предварительной абсорбционной очистки. При больших расходах и концентрациях экономически выгоднее использовать абсорбцию. Чаще всего используются растворы этаноламинов или комбинированные абсорбенты, несущие в себе функции как физической, так и химической абсорбции.

Но существует определенная грань, когда использование абсорбции и десорбции по экономическим затратам довольно близко, как, например, при очистке газа для установки ожижения природного газа с содержанием примесей более 1% и производительностью 1000 кг/час. Исследование было направлено на определении этой грани для наиболее используемых установках ожижения природного газа.

На основе различных данных был произведен расчет блока абсорбционной очистки, определены параметры абсорбера, геометрические, массогабаритные и стоимостные характеристики аппаратов. За основу была взята установка ОПГ-1000 и природный газ с содержанием диоксида углерода 2,5%, в качестве абсорбента МЭА. Полученные результаты были сравнены с аналогичными производимыми и работающими ныне на ОАО НПО «Гелиймаш» схемами блоков адсорбционной очистки для ОПГ. По данным предварительных расчетов было выяснено, что использование абсорбционного метода для производительности более 1800 м³/час и концентрации кислых более 0,9% выгоднее, нежели адсорбция на цеолитах NaX.