Как выбрать правильное молекулярное сито для сушки природного газа

Природный газ, добываемый из устья скважин, почти всегда насыщен водяным паром. Когда газ сжимается, транспортируется и перерабатывается, особенно в установках для сжиженного природного газа (СПГ), работающих при температуре ниже -160 ° C, эта влага становится серьезной эксплуатационной опасностью. Даже следовые количества воды могут образовывать гидраты, блокирующие трубопроводы, ускорять коррозию при сосуществовании с CO2 или H2S и вызывать замерзание в криогенном оборудовании.

Хотя гликолевые системы и силикагель также имеют свое применение, молекулярные сита являются единственной технологией, способной широко достигать стабильных точек росы в трубопроводе ниже -20 ° C или требований к подаче сжиженного природного газа (СПГ) в размере < 0,1 ppmv воды.

1. Принцип выбора ядра: Молекулярное просеивание

Молекулярные сита работают по принципу исключения размера: молекулы, меньшие размера пор, входят и адсорбируются, а те, что больше размера пор, проходят через них. Однако размер пор не является единственным определяющим фактором. Молекулярная полярность не менее важна - высокополярные молекулы, такие как вода, легче адсорбируются, чем неполярные молекулы, даже если их диаметры одинаковы.

Типичный размер пор молекулярного сита типа А

2.Выбор модели: Соответствуйте апертуре согласно применению

Для дегидратации природного газа и СПГ практическую значимость имеют следующие три модели:

Молекулярное сито 2,1 3A - предпочтительно для потоков СПГ и богатых углеводородами газов

Апертура: 3 Å - позволяет молекулам воды (с кинетическим диаметром приблизительно 2,65 Å) входить, блокируя при этом более крупные молекулы углеводородов, такие как этилен, этан, пропан и бутан.

Почему это важно: во время процесса дегидратации подаваемого СПГ газа адсорбция углеводородов конкурирует с молекулами воды за активные участки, тем самым снижая адсорбционную способность воды. В процессе высокотемпературной регенерации (250-320 ° C) адсорбированные углеводороды растрескиваются и образуют углеродные отложения, вызывая постоянную дезактивацию молекулярного сита.

Основными преимуществами 3А молекулярное сито Применяется к СПГ:

* Достичь чрезвычайно низкой точки росы ниже -70 ° C, чтобы соответствовать спецификациям подачи СПГ;

* по сравнению с 4А, соадсорбция углеводородов снижена на 30-40%;

* снизить риск крекинга углеводородов в процессе регенерации;

* Более длительный срок службы в богатых углеводородами газовых потоках.

Следующие рекомендуемые условия эксплуатации для 3A:

* Предварительная обработка СПГ (подаваемый газ для установки сжижения)

* Поток природного газа, содержащий высокие углеводородные компоненты C3 +

* Олефиновая сушка (этилен, пропилен)

* Морские платформы с дорогими расходами на возобновляемые источники энергии

2,2 Выбор стандартов обезвоживания природного газа в трубопроводе 4A с молекулярным ситом

Размер пор: 4 Å - эффективно адсорбирует воду, а также удаляет небольшое количество CO₂, аммиак, и SO₂.

Область применения:

* Обезвоживание природного газа трубопровода, целевая точка росы -10 ° C до -20 ° C

* АЗС сбора и компрессионная станция

* Обезвоживание сжиженного нефтяного газа (СНГ)

* Обычная обработка природного газа с низкими требованиями к влажности

Важное ограничение: в газовых потоках, содержащих тяжелые углеводороды с высоким содержанием C3 +, молекулярные сита 4A будут адсорбировать эти молекулы углеводородов. В процессе регенерации они будут трескаться и образовывать углеродные отложения, постепенно снижая их адсорбционную способность.

Эмпирическое правило выбора: если ваш воздушный поток содержит более следовых количеств углеводородов C3 +, даже для трубопроводов, 3A технически является лучшим выбором.

Сценарий применения:

* Очистка биогаза (одновременное удаление H₂С и вода)

* Малая система СПГ с интегрированной функцией обезкисления

* Очистка водорода

Рабочее состояние требует одновременного обезвоживания и ограниченного удаления кислых газов в однослойном слое.

Объяснение заменяемости: 5A не может полностью заменить 4A для большинства применений сушки газа. Хотя 5A также может адсорбировать воду, ее больший размер пор может одновременно адсорбировать другие молекулы, что может снизить эффективность адсорбции и чистоту газа продукта. Для применений, требующих селективного удаления воды без совместной адсорбции углеводородов или кислых газов, 3A или 4A по-прежнему являются подходящим выбором.

Правильный метод молекулярного скрининга может не только значительно снизить эксплуатационное потребление энергии во время обезвоживания природного газа, но и эффективно продлить срок службы оборудования и избежать рисков безопасности, вызванных замерзанием и блокировкой гидратов. Добро пожаловать, свяжитесь с нами в любое время для получения технических решений.