E‑BOOK

Spis treści

• Co to jest absorpcja i adsorpcja?DZy53xHN7Co to jest absorpcja i adsorpcja?

• Rodzaje adsorbentów stosowanych w procesach osuszania gazu ziemnego

  • Metody adsorpcyjne osuszania gazu ziemnego1Metody adsorpcyjne osuszania gazu ziemnego

  • Zastosowanie poszczególnych adsorbentów ze względu na adsorpcyjną metodę oczyszczania gazu ziemnego2Zastosowanie poszczególnych adsorbentów ze względu na adsorpcyjną metodę oczyszczania gazu ziemnego

• Właściwości adsorbentów stosowanych w instalacjach osuszania gazu ziemnegoD3uLTTc86Właściwości adsorbentów stosowanych w instalacjach osuszania gazu ziemnego

• Charakterystyka adsorbentów stosowanych do osuszania gazu ziemnegoDudFUuis7Charakterystyka adsorbentów stosowanych do osuszania gazu ziemnego

• Netografia i bibliografiaDGLlCDbk5Netografia i bibliografia

Rodzaje adsorbentów stosowanych w procesach osuszania gazu ziemnego

Wykorzystanie gazu ziemnego jako surowca niezbędnego w gospodarce kraju, w tym dla produkcji przemysłowej, zwłaszcza w przemyśle chemicznym, wymaga zapewnienia nie tylko ciągłości przepływu określonych ilości gazu w systemie przesyłowym, ale również odpowiedniej jakości gazu przeznaczonego do transportu. Jakość gazu ziemnego w systemie przesyłowym musi odpowiadać ustalonym normom. Spełnienie tych wymogów dla uzyskania gazu o wysokiej jakości uzależnione jest od zastosowania odpowiednich technologii jego oczyszczania, prawidłowej konstrukcji urządzeń i wysokoefektywnych sorbentów.

Wymagania dotyczące jakości gazów ziemnych przesyłanych siecią gazową reguluje norma, według której jakość gazu ziemnego powinna zabezpieczać przed występowaniem w gazociągach zjawisk powodujących ich niszczenie tj. zjawiska erozji, abrazji i korozji wywołanych nadmierną zawartością pyłu, tlenu, siarkowodoru, ditlenku węgla i pary wodnej. Osuszanie gazu ziemnego stosuje się, aby zapobiec tworzeniu się hydratów i wykropleniu się wody w gazociągach. Osuszony gaz powinien mieć temperaturę punktu rosy niższą od najniższej spodziewanej temperatury w gazociągu. Osuszanie gazu ziemnego zapobiega:

• tworzeniu się hydratów,

• zmniejszeniu przepustowości gazociągu,

• korozji wewnętrznej powierzchni gazociągu.

W przemyśle stosuje się trzy metody osuszania gazu ziemnego:

• absorpcyjną (sucha),

• adsorpcyjną (mokra),

• polegającą na ochładzaniu strumienia gazu.

Powrót do spisu treści12Powrót do spisu treści

Metody adsorpcyjne osuszania gazu ziemnego

W metodzie adsorpcyjnej wykorzystane zostało zjawisko adsorpcji, polegające na zjawisku pochłaniania węglowodorów cięższych na powierzchni ciała stałego. Metody adsorpcyjne stosowane są do głębokiego osuszania gazu ziemnego do temperatury punktu rosy niższej niż $-40°\text{C}$.

Metody adsorpcyjne wykorzystują kolumny ze złożem adsorbentu. Adsorbent dobiera się tak, by osiągnąć jak najwyższą wydajność eliminacji zanieczyszczeń z gazu w  sposób jak najbardziej selektywny, czyli bez zatrzymywania tych elementów składowych strumienia gazu, których usuniecie nie jest konieczne lub nawet nie jest pożądane. Podstawę procesu stanowi wykorzystanie ciał porowatych, które mają wysoce  aktywną powierzchnię,  z dużą objętością mikroporów. To powoduje ich dużą zdolność do adsorpcji. Strumień zanieczyszczonego gazu, zawierający składniki, które chcemy odzyskać, przepuszcza się przez złoże adsorbentu. Składniki zatrzymywane na złożu noszą nazwę adsorbatu. Adsorbent musi wykazywać duże powinowactwo z  adsorbatem, co pozwali skutecznie wychwycić adsorbat ze strumienia gazu. Tak oczyszczony strumień może opuścić kolumnę. W zależności od procesu, adsorbowane składniki mogą być co jakiś czas usuwane wraz ze zużytym złożem lub desorbowane ze złoża. Do desorbowania ze złoża stosuje się różne metody, a proces ten pozwala odzyskać zaadasorbowane składniki i przywrócić złoże do pierwotnej pojemności adsorpcyjnej.

Metoda adsorpcyjna (instalacje wykorzystujące stałe środki suszące) jest bardziej efektywna od metody absorpcyjnej (instalacje wykorzystujące ciekłe środki suszące - glikol), ponieważ mogą osuszyć gaz do zawartości wody poniżej $0,1\,\text{ppm}$.

R1OxZvY6NtPre

Na zdjęciu przedstawiono kolorowy schemat instalacji osuszania gazu metodą adsorpcyjną - chlorek wapnia (tabletki). Centralny element układu stanowią dwie kolumny adsorpcyjne opisane cyfrą jeden. Od dołu kolumn odchodzą przyłącza rurowe na których znajdują się zawory bezpieczeństwa. Zawory opisane są liczbą dziesięć. Mają kształt poziomej czarnej klepsydry. Przyłącza biegną do poziomej rury. Na rurze znajduje się strzałka z grotem zwróconym w prawo. Na rurze znajdują się trzy pionowe proste. Środkowa prosta jest krótsza od prostych zewnętrznych. Element ten jest opisany liczbą dwanaście. Jest to zwężka ograniczająca. Z dolnej części kolumn odchodzi pozioma łamana która stanowi połączenie między układami. Na linii umieszczone są przed kolumnami zawory otwarte. Klepsydra o wypełnieniu w kolorze białym. Prosta oznaczona jest cyfrą osiem oznaczającą dopływ gazu wilgotnego. Centralna część kolumn adsorpcyjnych jest czarna. Oznaczona jest cyfrą sześć oznaczającą wypełnienie tabletkami kolumn. Z prawego boku kolumn z górnej części wypełnienia odchodzi łamana na końcu której widoczny jest okrąg. Okrąg opisany jest cyfrą siedem. Jest to manometr. Od lewego boku prawej kolumny odchodzi pomarańczowa prosta biegnąca w lewo. Na strzałce znajduje się w kolejności od kolumny symbole: odprowadzenia gazu osuszonego oznaczonego liczbą jedenaście, zaworów otwartego, zamkniętego odprowadzenia gazu osuszonego i zaworu otwartego. Pomiędzy odprowadzeniem gazu a zaworem zamkniętym znajduje się odnoga z zaworem sterującym oznaczonym cyfrą trzy. Odnoga łączy się z górną częścią pierwszej kolumny. Przed połączeniem z kolumną widoczny jest symbol odprowadzenia gazu osuszonego. Z lewej strony pierwszej kolumny odchodzi łamana łącząca się drugą kolumną która posiada odnogę pomiędzy dwoma zamkniętymi zaworami. Odnoga opisana jest cyfrą pięć oznaczającą odgazowanie poszczególnych kolumn.
Z lewej strony schematu znajduje się legenda. W legendzie są następujące symbole. Pozioma czarna klepsydra oznaczająca zawór zamknięty. Pozioma biała klepsydra o czarnym konturze oznaczająca zawór otwarty.

Adsorbenty stosowane w instalacjach przemysłowych do osuszania gazów powinny charakteryzować się następującymi właściwościami:

• dużą powierzchnią adsorpcyjną, uzależnioną od wielkości powierzchni i objętości porów,

• dużą selektywnością,

• brakiem oddziaływania toksycznego i korozyjnego,

• wytrzymałością mechaniczną,

• odpornością na działanie ciekłej wody,

• niezmiennością właściwości adsorpcyjnych w czasie długotrwałej eksploatacji instalacji adsorpcyjnej.

W procesach osuszania gazu ziemnego stosuje się różne typy adsorbentów:

• żel krzemionkowy $\text{Si}{\text{O}}_2$,

• sita molekularne,

• tlenek glinu,

• chlorek wapnia (tabletki).

Powrót do spisu treści12Powrót do spisu treści

Zastosowanie poszczególnych adsorbentów ze względu na adsorpcyjną metodę oczyszczania gazu ziemnego

R1CTcFDQGx1Sh

Na zdjęciu przedstawiono schemat obrazujący zastosowanie poszczególnych adsorbentów ze względu na adsorpcyjną metodę oczyszczania gazu ziemnego. W centralnej części schematu znajduje się prostokąt z napisem: Zastosowanie poszczególnych adsorbentów ze względu na adsorpcyjną metodę oczyszczania gazu ziemnego. Od prostokąta odchodzą trzy proste. Prosta po lewej łączy się z prostokątem z napisem: osuszanie. Prosta w środku łączy się z prostokątem z napisem: odsiarczanie. Prosta po prawej łączy się z prostokątem z napisem: odgazowanie.
Pod napisem osuszanie znajdują się lista z punktami: węgiel aktywny, żel krzemionkowy (temperatura dwieście stopni Celsjusza), tlenek glinu, sita molekularne (temperatura od dwustu pięćdziesięciu do trzystu stopni Celsjusza), Chlorek wapnia tabletki, temperatura od trzystu siedemdziesięciu stopni Celsjusza, ciśnienie bez ograniczeń.
Pod napisem odsiarczanie znajduje się lista z następującymi punktami: węgiel aktywny (temperatura sto dwadzieścia pięć do stu trzydziestu stopni Celsjusza), sita molekularne (temperatura od dwustu do trzystu stopni Celsjusza), tlenek cynku temperatura trzysta pięćdziesiąt stopni Celsjusza, ciśnienie od dwóch do trzech mega paskali).
Pod napisem odgazowanie znajduje się lista z następującymi elementami: węgiel aktywny, sita molekularne (zeolity), żel krzemionkowy (silikożele), temperatura do dwustu osiemdziesięciu stopni Celsjusza, ciśnienie od jednego do dwóch i dwóch dziesiątyc mega paskala.

Powrót do spisu treści12Powrót do spisu treści

Powiązane materiały multimedialne

• Osuszanie gazu ziemnego metodą adsorpcyjnąDKsBJfZUCOsuszanie gazu ziemnego metodą adsorpcyjną

• Wyposażenie instalacji do adsorpcyjnego osuszania gazu ziemnegoDb3zRgQniWyposażenie instalacji do adsorpcyjnego osuszania gazu ziemnego