5.3 Подготовка газа

 

Так как около 80% всего газа в России и в Украине добывается из газоконденсатных месторождений, то в газе присутствует много влаги, конденсата, тяжелых углеводов, а также механических примесей. Вода, содержащаяся в газе, образует снеговидное вещество – гидраты углеводородов, осложняющие добычу и транспортировку (зарастают трубы). Наличие сероводорода вызывает активную коррозию труб. Такой газ называют «сырым» и его нельзя пускать в газотранспортную систему. Необходимо его подготовить, т.е. очистить от этих компонентов и осушить. Для этого при обустройстве промысла предусматривают систему для подготовки газа.

Существуют стандарты на чистоту природного газа, в том числе на содержание влаги. Для Украины необходимо очищать (осушать) газ до точки росы 0 – -3оС летом и -5 – -10оС зимой. Для Сибири и Севера осушка производится до точки росы -30оС.

Для удаления механических примесей используют различные фильтры и сепараторы.

Удаление влаги производят способом низкотемпературной сепарации (происходит конденсация и оседание водяных паров). Охлаждение осуществляют различными способами: глубоким дросселированием (в 2-4 раза) газа, использованием холодильных установок, установкой турбодетандера или твердыми поглотителями. Извлекаются и тяжелые углеводороды – отбензинивание, удаляют серу с помощью связывающих веществ. Затем газ подается на осушку на газосборный пункт.

Газ из чисто газовых месторождений подвергают только очистке от механических примесей и осушке.

Рассмотрим схемы установок низкотемпературной сепарации газа (рис. 5.2). В начальный период эксплуатации месторождения давление на выходе из скважины существенно выше давления в начале газопровода, холод получают за счет дросселирования газа на блоке вентилей (рис. 5.2 а).

 

Таким образом, можно очищать газ в течение первых 10 лет. В дальнейшем в течение 10 – 15 лет необходимо применять искусственный источник холода, потребляющий значительное количество энергии (рис. 5.2 б). С 70-х годов эффективно используются турбодетандерные холодильные установки (рис. 5.3).

Конструктивные особенности турбодетандера

Эти машины бывают радиальные и осевые. Первые – для невысоких расходов газа. В промышленных условиях отдается предпочтение осевым детандерам. В качестве потребителей мощности, вырабатываемой детандером, могут использоваться электрогенераторы, насосы, компрессоры. Для электрогенераторов нужен понижающий редуктор, уплотнение выходного вала детандера. Кроме того, режим работы детандеров непостоянен, т.е. частота тока будет не стабильной.

Наилучшее решение – установка в качестве нагрузочного устройства компрессора, с установкой рабочего колеса на валу детандера. Выхода вала из корпуса не требуется, герметичность обеспечивается (рис. 5.4).

Таким образом, мощность, вырабатываемая детандером, идет на частичное сжатие газа после его сепарации. Для доведения давления газа до требуемого на входе в газопровод используется дополнительный компрессор.