Контроль точки росы по воде и углеводородам потоков природного газа требуется как для безопасной транспортировки, так и для безопасного использования природного газа. Типовые значения точек росы природного газа по воде варьируются от -5 °C до -20 °C, а по углеводородам от 0 °C до -10 °C в зависимости от требований к товарной продукции, тогда как при транспортировке продукции по морским трубопроводам могут потребоваться более низкие значения.
Чтобы соблюсти данные требования, необходимо осуществить удаление воды и фракции углеводородов C6+, от которой в основном зависит точка росы по углеводородам. Существует несколько технологий для контроля точек росы газа. Точка росы по воде достигается за счет процессов осушки (как описано в разделе "Осушка газа и контроль за образованием гидратов"), тогда как точка росы по углеводородам достигается за счет процессов охлаждения газа, которые базируются как на расширении газа, так и на непосредственном охлаждении газа для конденсации тяжелой углеводородной фракции. В альтернативе, существует возможность применения процесса адсорбции на силикагеле, который позволяет удалить и воду и тяжелые углеводороды в один прием.
Ниже приводится более подробное описание данных процессов:
Процессы охлаждения газа для контроля точки росы по углеводородам: охлаждение газа обеспечивается различными способами - либо путем расширения газа способом дросселирования через клапан (эффект Джоуля-Томсона), либо путем применения более эффективного турбодетандера. Как вариант, сырьевой газ может охлаждаться за счет прямого охлаждения с применением холодильного агрегата, который, как правило, работает на пропановом хладагенте. Наиболее низкие температуры, достигаемые в секции охлаждения, обычно находятся в диапазоне от -20 °C до -40 °C, чтобы удовлетворять требованиям точки росы по углеводородам по всему интервалу давлений, и поэтому все процессы охлаждения требуют осушки газа выше по потоку во избежание отложений гидратов в секции охлаждения.
Охлаждение путем расширения газа через клапан Джоуля-Томсона или в турбодетандере применяется, как правило, для потоков природного газа с высоким давлением и зачастую требует повторного компримирования газа для доставки подготовленного газа в транспортный трубопровод, тогда как прямое охлаждение посредством пропанового холодильного агрегата больше подходит для подготовки потока газа с низким или средним давлением.
Следует также отметить, что процессы охлаждения газа, применяемые для контроля точки росы по углеводородам, являются такими же, как и процессы, которые используются для выделения ШФЛУ или СНГ (см. раздел, касающийся извлечения и фракционирования ШФЛУ/СНГ), однако минимальные рабочие температуры, как правило, являются более высокими, чем температуры для выделения ШФЛУ/СНГ.
Адсорбция на силикагеле для комбинированного контроля точек росы по воде и углеводородам: силикагель представляет собой пористое твердое вещество в виде гранул, способное адсорбировать воду и тяжелые углеводороды (C6+) из природного газа. Он подходит для обработки потоков природного газа с высоким давлением, позволяя контролировать точки росы по воде и углеводородам на одной технологической установке и с минимальными перепадами давления.
Условиями, необходимыми для эффективной адсорбции углеводородов, являются более высокое давление (> 35 бар) и более низкие температуры (< 40 °C). На адсорбцию не влияет парожидкостное равновесие подготовленного газа, и она эффективна даже в случае превышения критичного давления (предел применения классических технологий охлаждения); для адсорбции углеводородов необходимо использовать высокоактивный силикагель.
Как и в случае с молекулярными ситами, работа установки является цикличной. После насыщения слоя силикагеля, осуществляется его регенерация посредством нагрева отдувом сырьевого газа. Температура нагрева составляет 280°C, и после нагрева слой охлаждается для восстановления адсорбирующей способности. Циклы регенерации не занимают много времени, и стандартная продолжительность регенерации составляет 100 - 120 минут (это намного быстрее, чем в случае применения молекулярных сит).