Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Кислый газ – это термин, применяемый к природному газу на газовых месторождениях, который содержит высокие уровни сероводорода (H2S) – обычно выше 4 ppmv при стандартной температуре и давлении – или комбинацию сероводорода и диоксида углерода (CO2); газ с преобладанием CO2 обычно называют «кислым газом».
Там, где это коммерчески выгодно, кислый и кислотный газы могут быть извлечены и подвергнуты очистке с использованием такого процесса, как аминная очистка газа, для удаления нежелательных примесей и производства газа трубопроводного качества или очищенного газа, пригодного для использования в качестве топлива или в производстве электроэнергии.
Однако кислый газ также может быть ценным сырьем для производства серной кислоты и элементарной серы; эти вещества широко используются в производстве удобрений, моющих средств, красителей и других химических соединений.
Независимо от применения, критически важно для эффективности процесса, качества и безопасности, чтобы содержание влаги в кислом газе измерялось точно.
Присутствие влаги в кислом газе может вызвать ряд проблем. Она может вступать в реакцию с сероводородом с образованием серной кислоты, которая обладает высокой коррозионной активностью. Аналогично, диоксид углерода, конденсируясь с водяным паром на металлических поверхностях, создает коррозионную среду. В каждом из этих случаев коррозия повредит трубопроводы, оборудование и инфраструктуру, что потенциально приведет к утечкам газа, поломкам и угрозам безопасности.
Диоксид углерода в присутствии влаги при определенных температурах и давлениях также может способствовать образованию гидратов, или твердых кристаллических соединений. Они потенциально могут сужать или блокировать трубопроводы, клапаны или другие системы обработки.
Влага в переработанном кислом газе, или очищенном газе, будет представлять те же проблемы, что и описанные выше. Следует отметить, однако, что количество влаги, необходимое для достижения давления насыщенного водяного пара в газах, богатых сероводородом и диоксидом углерода, значительно выше, чем для влаги в метане или очищенном природном газе при той же температуре. Таким образом, точка росы по воде, измеренная в кислом газе, независимо от применяемого принципа измерения, будет значительно ниже, чем для очищенного газа с тем же содержанием влаги.
Содержание влаги в очищенном газе может зависеть от используемых процессов обработки. Например, аминная очистка для селективного поглощения кислых газов использует водные растворители, такие как DEA (диэтаноламин), MDA (моноэтаноламин) и MDEA (метилдиэтаноламин). Они также могут поглощать часть влаги, присутствующей в потоке газа, что даже после регенерации может негативно сказаться на долгосрочной эффективности растворителей.
Снижение содержания влаги в переработанном газе до заданного уровня также имеет решающее значение для обеспечения соответствия газа спецификациям качества и коммерческого учета, в то время как эффективный мониторинг уровней влаги на протяжении всей сети переработки, транспортировки и распределения кислого и очищенного газа является ключевым фактором, позволяющим переработчикам и транспортным операторам оптимизировать эффективность производства и контролировать затраты.
Для измерения содержания влаги в кислом газе используются различные приборы, такие как анализаторы влажности, анализаторы точки росы и гигрометры. В этих устройствах используются разные принципы, такие как абсорбция, конденсация или электрические свойства, для определения количества влаги, присутствующей в газе.
Одним из наиболее широко используемых приборов является прибор, основанный на спектроскопии поглощения с перестраиваемым диодным лазером (TDLAS), такой как Michell OptiPEAK TDL600.
В простых терминах, это работает путем использования инфракрасного лазера, настроенного на характеристики поглощения измеряемого газа. Он фокусируется через образец газа, где взаимодействие между фотонами света и молекулами газа и влаги заставляет последние поглощать свет на определенных цветах, или линиях поглощения. Интенсивность света, прошедшего через газ, затем измеряется фотодетектором. Сканируя длину волны лазера в диапазоне определенных длин волн, можно создать спектр поглощения, который показывает характеристики целевых газовых компонентов, позволяя их идентифицировать и количественно определить. Все это может быть достигнуто быстро и чрезвычайно точно.
Одной из проблем использования TDLAS при измерении объема молекул воды в образце кислого газа является неопределенность, связанная со спектрами сероводорода в ближней инфракрасной области, что затрудняет получение точных измерений. Кроме того, если присутствуют относительно высокие концентрации диоксида углерода — обычно от 3% до 15% — то спектры поглощения газа и воды частично перекрываются, причем диоксид углерода оказывает эффект, подобный давлению, который подавляет высоту пика поглощения и уширяет ширину пика.
В обоих случаях решением является применение усовершенствованных программных алгоритмов, которые автоматически компенсируют влияние каждого газа, для получения стабильных и точных результатов.
Одним из преимуществ TDLAS является то, что это бесконтактная технология. Однако в некоторых областях переработки кислого газа наши керамические металлооксидные датчики, такие как те, что используются в анализаторах влажности Michell Promet EExD для переработки кислого газа, представляют собой эффективный вариант.
Эти устройства не подвержены перекрестной чувствительности к сероводороду или диоксиду углерода и способны обеспечивать чрезвычайно точные и стабильные результаты, особенно в опасных зонах. Хотя интерфейс датчика со временем подвергается воздействию кислых газов, это можно легко устранить, увеличив частоту повторной калибровки.
