Современные методы демеркуризации и очистки попутного газа (H₂S, Hg, CO₂) перед транспортом или возвратом в процесс (технологии, выбор решений, экономический аспект)

Очистка попутного и природного газа от сероводорода (H₂S), углекислого газа (CO₂) и пар ртути (Hg) является критическим этапом подготовки сырья к транспортировке, хранению или повторному использованию в технологическом цикле.

Наличие этих примесей вызывает коррозию оборудования, катализаторное отравление, загрязнение компрессоров и трубопроводов, а также представляет серьёзную экологическую и промышленную опасность.

ООО «ПетроГазСтрой» применяет современные инженерные подходы к выбору технологий демеркуризации и газоочистки, обеспечивая баланс между эффективностью, безопасностью и экономической целесообразностью для каждого конкретного объекта.

---

Контекст и актуальность

Современные требования к качеству газа для магистрального транспорта и переработки определяются строгими нормами:

• содержание H₂S — не выше 20 мг/м³;

• CO₂ — не более 2–3 %;

• ртути — <10 нг/м³.

При этом качество газа напрямую влияет на:

• ресурс компрессорных и теплообменных установок;

• работу криогенных систем и катализаторов;

• экологическую безопасность и соответствие ESG-требованиям;

• эффективность последующих процессов — осушки, сепарации и фракционирования.

Особенно актуальна тема очистки при возврате газа в технологический процесс (реинжекция, подача в топливные системы) и при эксплуатации газоконденсатных и сероводородных месторождений, где примеси имеют комплексный состав.

---

Основные технологические направления очистки

1. Удаление сероводорода (H₂S)

Используются химические и физико-химические методы:

• Аминовые абсорберы (MEA, DEA, MDEA) — классическая технология, обеспечивающая высокий уровень очистки.
  Эффективна при содержании H₂S > 0,5 %.

• Физические растворители (Selexol, Rectisol) — применяются при низких температурах и высоком давлении.
  Позволяют одновременно удалять H₂S и CO₂.

• Сухие сорбенты (оксиды железа, цинка, меди) — используются для доочистки в компактных блоках.

• Каталитические установки Claus и SCOT — для утилизации серы из потока кислых газов.

2. Демеркуризация (удаление Hg)

Ртуть присутствует в попутном газе в элементарной и органической форме, что делает её крайне опасной для алюминиевых теплообменников и компрессоров.

Основные методы:

• Сорбция на активированном угле, пропитанном серой, йодом или сульфидами меди;

• Процессы на основе цеолитов и сульфидов серебра для глубокой очистки;

• Комбинированные системы (Hg + H₂S), когда очистка ртути совмещается с десульфуризацией.

3. Удаление углекислого газа (CO₂)

Снижение содержания CO₂ необходимо для соответствия стандартам теплоты сгорания и предотвращения коррозии.

Применяются:

• Абсорбционные установки с аминами (MDEA, Piperazine);

• Мембранные системы — компактные решения для малых объёмов газа;

• Криогенные установки — для глубокой очистки и одновременной осушки.

---

Выбор технологий и инженерные факторы

При подборе схемы очистки учитываются:

• состав и давление газа, температура, доля примесей;

• режим эксплуатации (непрерывный, периодический, аварийный);

• требуемое качество газа на выходе;

• наличие инфраструктуры для утилизации серы или CO₂;

• стоимость реагентов, энергопотребление и CAPEX/OPEX проекта.

ООО «ПетроГазСтрой» выполняет технико-экономическое сравнение альтернативных технологий с использованием специализированных расчётных модулей (Aspen HYSYS, ProMax, Symmetry).

Это позволяет заказчику принимать решения на основе фактических показателей энергоэффективности и срока окупаемости.

---

Подход и решения компании «ПетроГазСтрой»

Компания реализует проекты по очистке газа в составе модульных и блочных установок, адаптированных к условиям площадки и составу сырья.

Ключевые принципы подхода:

• проектирование по стандартам API, ASME, ISO, EN;

• комплексное моделирование процессов в среде CFD и HYSYS;

• интеграция систем управления SCADA, ESD и SIS для контроля безопасности;

• применение отечественных и импортонезависимых сорбентов и реагентов;

• минимизация потерь полезного газа при десульфуризации и демеркуризации.

Для удалённых и малодебитных объектов предлагаются контейнерные блоки очистки, позволяющие снизить CAPEX и ускорить ввод в эксплуатацию.

---

Примеры применения

Пример 1. Установка подготовки попутного газа (Западная Сибирь)

Внедрена система аминовой очистки + сорбционный блок демеркуризации.

Эффект — снижение H₂S с 1,2 % до 15 ppm, ртути — до <5 нг/м³.

Реинжекция газа в пласт без дополнительных стадий доочистки.

Пример 2. Газоконденсатный промысел (Южный федеральный округ)

Применена комбинированная схема: мембранная установка + сухая очистка железооксидным сорбентом.

Результат — уменьшение энергозатрат на 25 %, снижение OPEX на 18 %.

Пример 3. Система утилизации кислых газов

Установки Claus + SCOT обеспечили извлечение серы 99,7 %, соответствие требованиям по выбросам SO₂.

---

Экономическая и эксплуатационная эффективность

Кроме экономического эффекта, системы очистки обеспечивают экологическую безопасность и повышают рыночную стоимость газа благодаря улучшению его качества и теплотворной способности.

---

Риски и меры инженерного контроля

Основные риски:

• неполное удаление примесей при колебаниях состава газа;

• деградация сорбентов и снижение эффективности;

• превышение допустимых температур в абсорберах;

• несанкционированные выбросы серосодержащих соединений.

Меры управления:

• постоянный контроль SCADA с онлайн-анализом состава газа;

• регламентная замена сорбентов по данным QA/QC;

• аварийная вентиляция и автоматическое ESD-отключение при утечках;

• аудит систем по стандартам ISO 14001 и IEC 61511.

---

Чек-лист для заказчика

Как оценить готовность объекта к внедрению систем очистки газа:

1. Выполнен анализ состава газа (H₂S, CO₂, Hg, вода, механика).

2. Определены требования к качеству газа после очистки.

3. Рассчитаны объёмы и давление потока.

4. Проработаны варианты технологий (амин, мембраны, сорбенты).

5. Проведена ТЭО с оценкой CAPEX и OPEX.

6. Обеспечено место и инфраструктура для блока очистки.

7. Разработан регламент обслуживания и замены реагентов.

8. Реализованы системы контроля SCADA и HSE.

9. Определены KPI по энергоэффективности и выбросам.

10. Согласованы нормы безопасности с промышленным надзором.

---

Вывод

Современные методы демеркуризации и газоочистки обеспечивают надёжную эксплуатацию нефтегазовых объектов, продлевая срок службы оборудования и снижая экологические риски.

Мультиступенчатые схемы удаления H₂S, Hg и CO₂ позволяют достигать стандартов качества для магистрального транспорта и возврата газа в технологический процесс.

ООО «ПетроГазСтрой» предлагает инженерные решения, сочетающие эффективность, безопасность и экономическую обоснованность, обеспечивая соответствие проектных и эксплуатационных систем международным стандартам API, ASME, ISO и требованиям ESG.

---

Получите консультацию

Свяжитесь со специалистами ООО «ПетроГазСтрой», чтобы обсудить внедрение систем очистки газа под ваш состав сырья и режим эксплуатации.

Мы проведём анализ состава, подберём оптимальную технологию (амин, мембраны, сорбенты), рассчитаем CAPEX/OPEX и обеспечим проектирование и реализацию установки, соответствующей нормам HSE и промышленной безопасности.