Очистка и осушка природных газов

Страна	Местонахождение месторождения	Молярная доля компонента, %
CН4	С	С	N2	Не	СО2/Н2S
США	Канзас (Канингем)	62,3	21,2	–	15,1	1,2	0,2
	Оклахома (Хуготон)	71,5	7,0	5,4	15,5	0,4	0,2
Алжир	Хасси-Р/Мель	83,0	7,1	3,7	5,8	0,19	0,21
Нидерланды	Грогинген	81,15	2,9	0,7	14,3	0,05	0,9
Польша	–	56,02	0,53	–	42,75	0,4	0,3

Подавляющее большинство газов содержит небольшое количество азота и углекислоты, а в некоторых имеется присутствие сероводорода.

Газы, содержащие Н₂S, могут вызвать коррозию магистрального газопровода при транспортировании газа, а продукты его сгорания – коррозию технологического оборудования, в котором сжигается газ.

138,8

212

В связи с этим природные газы на головных сооружениях магистральных газопроводов подвергают предварительному разделению или очистке с одновременной осушкой.

Из попутных нефтяных газов при их сжатии до Р = 5÷6,0 МПа для транспортирования по газопроводу выделяют в виде конденсата компоненты С₃–С₈. При этом практически полностью удаляются углеводороды С₅–С₈ и значительно уменьшается концентрация углеводородов С₃–С₄.

В работе [19] приведены данные по содержанию нежелательных примесей в ПГ, которым должен удовлетворять газ, транспортируемый по магистральному газопроводу. Эти данные представлены в табл. 1.1.4.

Таблица 1.1.4

Показатели, которым должны удовлетворять газы,
транспортируемые по магистральным газопроводам

Показатель	Размерность	При эксплуатации
летом (t > 10 °C)	зимой в северных районах (t < –30 °C)
Концентрация Н2О (точка росы)	°С	< +4	< –40
Концентрация Н2S	мол. %	< 0,03	< 0,03
Концентрация углеводородов:
С	мол. %	< 2	< 0,40
C	мол. %	< 0,8	< 0,1
Концентрация балластных компонентов (СО2 и N2)	мол. %	< 20	< 20
Содержание пыли	мг/нм3	< 200	< 200

Приведенные показатели нашли отражение в ГОСТ 5542–87 «Газы горючие, природные для промышленного и коммунально-бы-тового назначения», где массовые концентрации сероводорода и меркаптановой серы не должны превышать соответственно 0,02 и 0,036 г/м³, объемная доля кислорода должна быть не более 1 %, а точка росы влаги в пункте сдачи должна быть ниже температуры газа.

Что касается наличия в ПГ балластных компонентов, то в каждом отдельном случае должна рассматриваться технико-экономиче-ская целесообразность удаления из газа этих компонентов при его использовании или транспортировании и их допускаемой конечной концентрации в ПГ.

Требования, близкие к требованиям по содержанию примесей в ПГ и величинам, приведенным в табл. 1.1.4, определены и нормами физико-химических показателей ПГ в соответствии с ГОСТ 27577–87 «Газ природный топливный сжатый для газобаллонных автомобилей», который подается на АГНКС для заправки автомобильного транспорта [21]. Компонентный состав этого газа, по данным ОАО «Лентрансгаз», приводится ниже.

В работе [22] показано, что экономически выгодным является метод криогенной очистки природного газа от такой балластной примеси, как азот. Экономическая эффективность этого метода может быть существенно повышена, если очищаемый ПГ в своем составе содержит гелий и одновременно с очисткой ПГ от азота производится извлечение из него гелия.

В работе [20] рассмотрена технологическая схема такой установки, работающей на газе месторождения Гронинген (Голландия), изготовленной фирмой «Газ де Франс» (Франция).

В исходном ПГ содержится 14,3 мол. % N₂, а в получаемых метановых фракциях среднего и низкого давления его содержание снижается соответственно до 2,16 и 2,0 мол. %.

В работе [20] приведены данные, подтверждающие высокую эффективность криогенной очистки ПГ, где содержание N₂ составляет 63,8 мол. %. Конечная концентрация продукционного метана, получаемого на этой установке, составляет 95,1 мол. % при остаточной концентрации азота всего 3,8 мол. %.