Проблемы загрязнения природного газа серой

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Перейти на страницу с полной версией»
HYDROCARBON PROCESSING
ПРОБЛЕМЫ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ
ПРИРОДНОГО ГАЗА
СЕРОЙ
D.J, Pack, Woodside Research Facility, Перт, Западная Австралия и A.B. Chesnoy, онс льтант, Париж,
Франция
Снижение влияния серы на ваши техноло ичес ие системы
Загрязнение перерабатывающих и газопроводных
систем «черным порошком» хорошо изучено и широ
ко распространено. В последнее время нарастает еще
одна проблема отложений элементарной серы на га
зоперерабатывающем оборудовании и газопроводных
системах.
Отложение элементарной серы открыто было при
знано проблемой для владельцев газопроводных сис
тем и газоперерабатывающих установок только лет
двадцать назад.
За последние 15 лет образования/отложений серы
стал чаще проявляться в связи со стремлением к пе
рекачке природного газа под более высоким давлени
ем. Полагают, что процесс осаждения отложений эле
ментарной серы будет принимать большие масштабы.
Мы говорим об отложении элементарной серы, но по
нимаем, что в процессе ее отложения участвуют и дру
гие элементы и соединения.
ОБРАЗОВАНИЕ ОТЛОЖЕНИЙ
ЭЛЕМЕНТАРНОЙ СЕРЫ
Этот процесс протекает в очень динамичной сре
де. Поток природного газа в газоперерабатывающей
и газопроводной системе сопровождается множе
ством физических и химических процессов. Напри
мер, непрерывно изменяются условия давления, тем
пературы и плотности. Изменяется скорость движе
ния газа и его состав. Газопроводные системы иногда
подвергаются воздействию небольших количеств жид
костей. Возможно попадание в них незгначительного
количества химически реакционноспособных жидко
стей и/или их компонентов.
Образование и содержание элементарной серы в
потоках природного газа может иметь серьезные по
следствия для добычи, переработки, транспортиров
ки и использования конечным потребителем. Послед
ствия содержания элементарной серы могут изменять
ся в широких пределах от неприятного запаха до пол
ного нарушения газоснабжения и отказа оборудова
ния.
Отложения элементарной серы на расходомерах
вызывает ошибочные измерения вплоть до несколь
ких процентов с вытекающими коммерческими по
90
следствиями. Специалисты могут сталкаваться с таки
ми проблемами в системах, не сознавая этого или оши
бочно воспринимая в качестве обычной проблемы
«черного порошка». Между процессами отложения
элементарной серы и обычного «черного порошка»
много сходства. Однако отложения элементарной
серы характеризуются рядом уникальных и сложных
особенностей.
Переход паров серы в твердое состояние (обычно
называемое S8) происходит потому, что парциальное
давление паров серы в нормальных условиях эксплу
атации намного ниже триплточек (сера имеет боль
ше одной триплточки). Частицы серы образуются в
результате образования центров кристаллизации, и
присутствие других частиц и капелек жидкости в га
зовом потоке способствуют этому процессу.
Упрощенная схема образования элементарной
серы и процесса отложения на технологической уста
новкеи или на газоперекачивающих устройствах зак
лючается в следующем.
1. Пары серы уже содержатся в газовом потоке в
концентрациях ниже 1 млн1 (типичная концентрация
– несколько десятых частей х109).
2. Пары серы становятся пересыщенными вслед
ствие быстрого охлаждения газовой смеси, с большой
скоростью протекающей через клапан, регулирую
щий давление, сопло или аналогичные устройства, ог
раничивающие/регулирующие давление.
3. Молекулы пересыщенных паров образуют ядра
и начинается очень бурный процесс кристаллизации
с образованием ничтожно мелких частиц на этих мель
чайших ядрах.
4. Одновременная возможность ретроспективной
конденсации некоторых компонентов тяжелых угле
водородов в газовом потоке также вследствие быст
рого охлаждения газового потока.
5. Другие молекулы (компоненты ретроспективной
конденсации) притягиваются к поверхности частиц
серы вследствие конденсации.
6. Образующиеся в результате этого более крупные
частицы сталкиваются с другими частицами в газовом
потоке, образуя крупные частицы (процесс коагуля
ции).
№ 11 • ноябрь 2007
Перейти на страницу с полной версией»
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т
Е
Х
Н
О
Л
О
Г
И
И