ΕΤΚΛ ΕΜΠ. Τεχνολογία Πετρελαίου και Και Λιπαντικών ΕΜΠ

Transcript

1 Φυσικού Αερίου

2 Στόχοι Απομάκρυνση Ανεπιθύμητων Συστατικών Νερό Βαρείς Υδρογονάνθρακες Υδρόθειο Διοξείδιο του Άνθρακα Στοιχειακό Θείο Άλλα Συστατικά Ανάκτηση Συστατικών με Οικονομική Αξία Ήλιο Υδρογονάνθρακες Υγραέρια Συστατικά Ελαφριάς Νάφθας

3 Βασικά Στάδια Επεξεργασίας

4 Παρεμποδισμός Διαχωρισμού Θείου Διάβρωσης στο Φρέαρ ρ Απομάκρυνση Στοιχειακού Θείου Η ψύξη και η μείωση πίεσης κατά τη διάρκεια της παραγωγής ελαχιστοποιούν τη διαλυτότητα του θείου και οδηγούν στο διαχωρισμό του. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, μπορεί να υπάρξει στερεοποίηση και έμφραξη του αγωγού. Αυτά τα προβλήματα αντιμετωπίζονται γενικά με έγχυση κατάλληλων διαλυτών στον εξοπλισμό παραγωγής Διεργασίες Απομάκρυνσης Θείου Διεργασία Πολυσουλφιδίων Προσθήκη υδατικών διαλυμάτων αμμωνίας ή μονοαιθυλαμίνης Σχηματισμός πολυσουλφιδίων Απορρόφηση με Διαλύτες Κυλινδρέλαια και μίγματά τους με αρωματικά κλάσματα λιθανθρακόπισσας

5 Προστασία Έναντι Διάβρωσης Διεργασία Πολυσουλφιδίων

6 Αφυδάτωση Αφυδάτωση κοντά στο φρέαρ αερίου για λόγους ασφάλειας. Αποφυγή σχηματισμού υδριτών στους αγωγούς Ελαχιστοποίηση προβλημάτων μεταφοράς υγρών στο σύστημα αγωγών Γενικά, ένα σημείο δρόσου νερού της τάξης των 8 C στην πίεση των αγωγών είναι επαρκές Διεργασίες Αφυδάτωσης Κρυογενική Αφυδάτωση Προσθήκη αναστολέα σχηματισμού υδριτών Αφυδάτωση με Απορρόφηση Γλυκόλες Αφυδάτωση με Προσρόφηση Μοριακά Κόσκινα Silica Gel, Sorbead (SiO 2 +Na 2 O)

7 Κρυογενική Αφυδάτωση με Αναστολέα Σχηματισμού μ Υδριτών

8 Αφυδάτωση με Απορρόφηση με Γλυκόλη

9 Μείωση Σημείου Δρόσου Νερού με Διαλύματα Τριαιθυλενογλυκόλης 60 Σημείο Δρ ρόσου ( C) % mole Γλυκό όλη Θερμοκρασία Επαφής ( C)

10 Αφυδάτωση με Προσρόφηση

11 Διεργασίες Απομάκρυνσης Όξινων Συστατικών Αφαίρεση των όξινων συστατικών του φυσικού αερίου H 2 S, CO 2 COS, CS 2, RSH Διεργασίες Απομάκρυνσης Όξινων Συστατικών Διεργασίες Απορρόφησης Φυσικής Απορρόφησης Χημικής Απορρόφησης Φυσικής Χημικής Απορρόφησης Διεργασίες Υγρής Οξείδωσης Διεργασίες Προσρόφησης Διεργασίες με Μεμβράνες

12 Διεργασίες Διαλύτες Φυσικής Απορρόφησης Διεργασία Purisol Selexol Fluor Sepasolv Rectisol Διαλύτης Ν Πολυαιθυενο Ανθρακικό Πολυαιθυλενο Μεθανόλη Μθλ Μεθυλοπυρρολιδόν λδό η γλυκόλη Διμεθυλαιθέρας Προπυλένιο γλυκόλη Μθλ Μεθυλο ισοπροπυλαιθέρας Τάση Ατμών ( C), Pa Διαλυτότητα CO * (25 C), m 3 /m 3 Διαλυτότητα ως προς το CO 2 CH C COS H 2S *στους 25 C Κατάλληλες για αέρια με υψηλή περιεκτικότητα σε όξινα συστατικά Υψηλή δυνατότητα απορρόφησης σε υψηλές πιέσεις Σημαντική διαλυτότητα υδρογονανθράκων στους διαλύτες

13 Διεργασία Φυσικής Απορρόφησης

14 Διαλύτες Χημικής Απορρόφησης Αλκανολαμίνες Διαλύτης Θερμότητα Αντίδρασης, kj/kg Σχετική Απορρόφηση CO 2 Δυναμικότητα* H 2 S CO 2 % H 2 S CO 2 MEA DEA DIPA MDEA * moles όξινου αερίου ανά mole αμίνης για διαλύματα με 1.3 mole αμίνης ανά kg νερού Μονοαιθανολαμίνη (MEA) H 2 NCH 2 CH 2 OH Δυνατότητα αφαίρεσης COS, Διαιθανολαμίνη (DEA) CH 2 CH 2 OH CS 2 HN Χαμηλή απορρόφηση CH2 CH 2 OH μεθανίου Διισοπροπανολαμίνη (DIPA) CH CHOHCH Πιθανότητα σχηματισμού 2 3 HN προϊόντων υποβάθμισης με CH2 CHOHCH 3 CO 2 Μεθυλ διαιθανολαμίνη (MDEA) CH 3 N CH 2CHOHCH 3 CH 2 CHOHCH 3

15 Διεργασία Χημικής Απορρόφησης

16 Διεργασία Φυσικής Χημικής Απορρόφησης

17 Διεργασίες Υγρής Οξείδωσης Μέθοδος Χαμηλού Κόστους Επεξεργασία Αερίων Χαμηλής Περιεκτικότητας ε σε H 2 S Στάδια της Διεργασίας Απορρόφηση του υδροθείου με αλκαλικό διάλυμα Οξείδωση των διαλυμένων ιόντων υδροθείου σε στοιχειακό θείο με την ταυτόχρονη αναγωγή ενός χημικού που περιέχει οξυγόνο ή με μικροοργανισμούς Επανοξείδωση του ενεργού συστατικού με αέρα, με ειδικές διεργασίες ή με τη βοήθεια βακτηριδίων Διαχωρισμό του στοιχειακού θείου με διήθηση, φυγοκέντρηση, επίπλευση, ή καταβύθιση και, εάν είναι απαραίτητο περαιτέρω καθαρισμό.

18 Διεργασία Υγρής Οξείδωσης

19 Διεργασίες Προσρόφησης Χρησιμοποιούνται για την απομάκρυνση H 2 S και CO 2 κυρίως όταν πρέπει να αφαιρεθούν μόνο μικρές ποσότητες όξινων συστατικών. Κύρια Προσροφητικά Ενεργός άνθρακας Ζεολιθικά μοριακά κόσκινα. Βασική Διεργασία Παραδείγματα Προϊόν Προσρόφηση Προσρόφηση αερίων χωρίς οξυγόνο με Αέριο πλούσιο σε H 2 S ενεργό άνθρακα ή μοριακά κόσκινα Προσρόφηση και Χημική Χημική αντίδραση με ZnO Αντίδραση Προσρόφηση και Οξείδωση Αναγέννηση με εκχύλιση ή εκρόφηση Χημική Αντίδραση και Αντίδραση H 2 S με σίδηρο προς Fe 2 S 3, Οξείδωση αναγέννηση με οξείδωση προς Fe 2 O 3 και στοιχειακό θείο Προσρόφηση με Κατάλυση Οξείδωση H 2 S με O 2 προς στοιχειακό θείο με κατάλυση με ενεργό άνθρακα ZnS S/Fe 2 S 3 S

20 Δυνατότητα Προσρόφησης Μοριακών Κόσκινων Moles/ /100 g Μο οριακών Κόσκινων ν H 2 S CH 3 SH COS CH 4 N 2 CO Πίεση (bar)

21 Διεργασίες με Μεμβράνες Κύριες Χρήσεις Μεμβρανών Διαχωρισμός CO 2 και CH 4 Απομάκρυνση CO 2 και H 2 S Αφυδάτωση Ανάκτηση βαρύτερων υδρογονανθράκων

22 Τύποι Μεμβρανών Τύποι Μεμβρανών και Πολυμερών Δομή Εκλεκτικότητα Διαχωρισμός CO 2 a CO 2 /CH 4 b H 2 O/CH 4 Διαπερατότητα CO 2a, H 2 O b m 3 (ΚΣ)/m 2 h barh Ασύμμετρη οξική κυτταρίνη Σπειροειδής a a Ασύμμετρη τριοξική κυτταρίνη Κοίλη ίνα a a Ασύμμετρη οξική κυτταρίνη Σπειροειδής a a Σύνθετη πολυσουλφόνης/ σιλικόνης Κοίλη ίνα a ~ a Πολυαραμίδιο Κοίλη ίνα Ασύμμετρο πολυιμίδιο (6 FDA/DMB) Επίπεδο φύλλο 19 a 0.4 a (σπειροειδής) Διαχωρισμός H 2 O Πολυσουλφόνη, πολυαιθυλενοξίδιο Κοίλη ίνα Σύνθετη πολυαιθεριμίδιου αιθέρα αιθυλοκυτταρίνης Επίπεδο φύλλο (σπειροειδής) 500 b 35 b Ασύμμετρη οξική κυτταρίνη Σπειροειδής 300 b b

23 Μεμβράνη Διαχωρισμού Τροφοδοσία Προϊόν Τροφοδοσία Ζώνη Τροφοδοσίας Μεμβράνη Ζώνη Προϊόντος Μεμβράνη Ζώνη Τροφοδοσίας Υπόλειμμα Υπόλειμμα

24 Διαχωρισμός Ανάκτηση Βαρύτερων Υδρογονανθράκων ρ Η ανάκτηση υδρογονανθράκων γίνεται για: Οικονομικούς λόγους (Ανάκτηση LPG) Αποφυγή εμφάνισης συμπυκνωμάτων στους αγωγούς χαμηλής πίεσης των συστημάτων διανομής. Πίεση (Mpa) 4.7 b c b Μη Επεξεργασμένο Φυσικό Αέριο a d a Επεξεργασμένο Φυσικό Αέριο CH 4 d Θερμοκρασία ( C)

25 Διεργασία Υπόψυκτου Αερίου (Gas Subcooled Process, GSP)

26 Διεργασία Αναρροής Ψυχρού Υπολείμματος (Cold Residue Reflux, CCR)