В газовой переработке, нефтепереработке, нефтехимической и энергетической отраслях Очистка газа — это важный процесс, обеспечивающий соответствие природного газа спецификациям, необходимым для транспортировки, сжижения или дальнейшей переработки. Его основная цель — удаление кислых компонентов (H₂S, CO₂), влаги, тяжелых углеводородов и других примесей. На протяжении всего процесса теплообменники служат ключевым оборудованием для рекуперации энергии и контроля температуры, играя важную роль в установках аминовой очистки, регенерации, осушки, конденсации, удаления ртути и сероочистки.

1. Обзор процесса очистки газа и роль теплообменников

Типичный процесс очистки природного газа включает:

• Удаление кислых газов (аминовая очистка)

• Регенерация амина

• Осушка газа (TEG или молекулярные сита)

• Контроль точки росы углеводородов

• Удаление ртути

• Стабилизация и глубокое охлаждение

• Поддержка установки сероочистки (SRU)

На всех этих этапах теплообменники обеспечивают регулирование температуры, рекуперацию тепла, охлаждение газа и конденсацию, значительно повышая энергоэффективность и стабильность работы.

2. Применение теплообменников в секции удаления кислых газов

1. Теплообменник "бедный/богатый" амин

Это основной теплообменник во всей системе аминовой очистки.

• Нагревает богатый амин перед входом в регенератор

• Охлаждает бедный амин перед входом в абсорбер

• Значительно снижает потребление пара в ребойлере

Рекомендуемые типы теплообменников:

• Спиральные пластинчатые теплообменники (высокая эффективность, устойчивость к загрязнению, минимальные утечки)

• Кожухотрубные теплообменники (простота обслуживания, широко применяются на газовых заводах)

3. Теплообменники в системе регенерации амина

Регенерация амина требует повторного кипячения паром, конденсации верхнего продукта, контроля рефлюкса и балансировки температуры — процессы, которые сильно зависят от теплообменников.

1. Ребойлер регенератора

Обеспечивает необходимый нагрев для удаления H₂S и CO₂ из потока амина.

2. Конденсатор верхнего продукта

Конденсирует пары верхнего продукта для создания рефлюкса и поддержания стабильности колонны.

Применимые теплообменники:

• Кожухотрубные ребойлеры

• Конденсаторы верхнего продукта

• Спиральные пластинчатые конденсаторы (высокая эффективность теплопередачи)

4. Применение теплообменников в системе осушки TEG

Перед подачей природного газа в трубопроводы или производство СПГ требуется строгая осушка. Система TEG зависит от множества процессов теплообмена.

1. Подогреватель гликоля

Предварительно нагревает богатый гликоль для улучшения производительности регенерации.

2. Ребойлер регенерации TEG

Удаляет воду из гликоля и поддерживает высокую чистоту TEG.

3. Газовые охладители / воздушные охладители

Снижают температуру осушенного газа для соответствия требованиям последующих процессов.

Рекомендуемые теплообменники:

• Кожухотрубные подогреватели

• Воздушные теплообменники

• Теплообменники с винтовыми перегородками (низкое падение давления и высокая эффективность)

5. Контроль точки росы углеводородов и системы конденсации

При охлаждении тяжелые углеводороды (C₅⁺) конденсируются. Это требует:

• Низкотемпературные охладители

• Теплообменники "холодный ящик"

• Конденсаторы тяжелых углеводородов

Эти процессы зависят от точного контроля температуры и стабильной работы охлаждения.

Подходящее оборудование:

• Кожухотрубные охладители

• Спиральные пластинчатые теплообменники (устойчивы к загрязнению и засорению)

• Низкотемпературные теплообменники для криогенных процессов

6. Теплообменники в системах удаления ртути и очистки газа

Абсорберы ртути обычно требуют контроля температуры газа в диапазоне 40–60°C, что обуславливает необходимость:

• Технологических нагревателей

• Точных охладителей

Теплообменники помогают поддерживать производительность адсорбентов и защищают алюминиевые теплообменники от коррозии, вызванной ртутью.

7. Использование теплообменников в системах сероочистки (SRU)

До и после подачи кислого газа в SRU процесс требует нагрева, охлаждения и конденсации, включая:

• Подогреватели кислого газа

• Охладители основной линии

• Конденсаторы элементарной серы

Все эти процессы зависят от долговечных, коррозионностойких теплообменников.

8. Основные преимущества теплообменников в очистке природного газа

1. Снижение энергопотребления и эксплуатационных затрат

Теплообменники "бедный/богатый" и системы регенерации TEG значительно повышают энергоэффективность.

2. Повышение стабильности процесса и качества газа

Точный контроль температуры необходим для соответствия спецификациям очистки газа.

3. Высокая адаптивность

Теплообменники могут быть адаптированы для аминовых растворов, TEG, углеводородов и различных потоков газа.

4. Длительный срок службы и низкие затраты на обслуживание

Спиральные пластинчатые теплообменники особенно эффективны в условиях, склонных к загрязнению.