Amingasreinigung aus Schwefelwasserstoff: Prinzip, effektive Optionen und Installationsschemata

Das Erdgas, das von den Feldern zur Lieferung an den Verbraucher über die Pipelines erzeugt wird, enthält Schwefelverbindungen in unterschiedlichen Anteilen. Wenn sie nicht beseitigt werden, zerstören aggressive Substanzen die Rohrleitung und machen Armaturen unbrauchbar. Darüber hinaus werden bei der Verbrennung von verschmutztem blauen Kraftstoff Giftstoffe freigesetzt.

Um negative Folgen zu vermeiden, wird eine Amingasreinigung aus Schwefelwasserstoff durchgeführt. Dies ist der einfachste und billigste Weg, um schädliche Komponenten von fossilen Brennstoffen zu trennen. Wir erklären Ihnen, wie der Prozess der Trennung von Schwefeleinschlüssen abläuft, wie die Kläranlage angeordnet ist und funktioniert.

Zweck der Behandlung fossiler Brennstoffe

Gas ist die beliebteste Kraftstoffart. Es zieht den günstigsten Preis an und verursacht die geringsten Umweltschäden. Zu den unbestreitbaren Vorteilen zählen die Einfachheit der Steuerung des Verbrennungsprozesses und die Fähigkeit, alle Stufen der Kraftstoffverarbeitung bei der Gewinnung von Wärmeenergie zu sichern.

Natürliches gasförmiges Fossil wird jedoch nicht in seiner reinen Form gewonnen, weil Gleichzeitig mit der Gewinnung von Gas aus dem Bohrloch werden zugehörige organische Verbindungen abgepumpt. Am häufigsten ist Schwefelwasserstoff, dessen Gehalt je nach Gebiet zwischen Zehntel und zehn oder mehr Prozent variiert.

Schwefelwasserstoff ist giftig, umweltschädlich und schädlich für Katalysatoren, die bei der Gasverarbeitung verwendet werden. Wie bereits erwähnt, ist diese organische Verbindung in Bezug auf Stahlrohre und Metallventile äußerst aggressiv.

Natürlich korrodiert das private System und GasleitungSchwefelwasserstoff führt zu Leckagen von blauem Kraftstoff und den damit verbundenen äußerst negativen, riskanten Situationen. Zum Schutz des Verbrauchers werden ungesunde Verbindungen aus der Zusammensetzung des gasförmigen Kraftstoffs entfernt, bevor er auf die Autobahn geliefert wird.

Gemäß den Standards für Schwefelwasserstoffverbindungen darf das durch Rohre transportierte Gas 0,02 g / m³ nicht überschreiten. Tatsächlich gibt es jedoch noch viel mehr. Um den in GOST 5542-2014 geregelten Wert zu erreichen, ist eine Reinigung erforderlich.

Bestehende Methoden zur Trennung von Schwefelwasserstoff

Zusätzlich zu Schwefelwasserstoff, der gegen andere Verunreinigungen vorherrscht, können auch andere schädliche Verbindungen in blauem Kraftstoff enthalten sein. Sie können darin Kohlendioxid, leichte Mercaptane und Schwefelkohlenstoff finden. Aber Schwefelwasserstoff selbst wird sich immer durchsetzen.

Es ist anzumerken, dass ein unbedeutender Gehalt an Schwefelverbindungen in gereinigtem gasförmigem Kraftstoff akzeptabel ist. Die spezifische Toleranzzahl hängt von dem Zweck ab, für den das Gas erzeugt wird. Beispielsweise sollte für die Herstellung von Ethylenoxid der Gesamtschwefelgehalt weniger als 0,0001 mg / m³ betragen.

Die Reinigungsmethode wird gewählt, wobei das gewünschte Ergebnis im Mittelpunkt steht.

Alle vorhandenen Methoden sind in zwei Gruppen unterteilt:

• Sorption. Sie bestehen in der Absorption von Schwefelwasserstoffverbindungen durch ein festes (Adsorption) oder flüssiges (Absorption) Reagenz mit anschließender Freisetzung von Schwefel oder seinen Derivaten. Danach werden aus der Gaszusammensetzung extrahierte schädliche Verunreinigungen entsorgt oder recycelt.
• Katalytisch. Sie bestehen in der Oxidation oder Reduktion von Schwefelwasserstoff mit seiner Umwandlung in elementaren Schwefel.Der Prozess wird in Gegenwart von Katalysatoren durchgeführt - Substanzen, die den Verlauf einer chemischen Reaktion stimulieren.

Bei der Adsorption wird Schwefelwasserstoff gesammelt, indem er auf der Oberfläche eines Feststoffs konzentriert wird. Am häufigsten sind körnige Materialien auf Basis von Aktivkohle oder Eisenoxid am Adsorptionsprozess beteiligt. Die große spezifische Oberflächeneigenschaft von Körnern trägt zur maximalen Retention von Schwefelmolekülen bei.

Alle Methoden zur Reinigung von blauem Kraftstoff sind in Sorption und Katalyse unterteilt. Die Reinigungsausrüstung orientiert sich am Funktionsprinzip einer bestimmten Technologie. Es gibt jedoch Installationen, in denen mehrere Methoden kombiniert werden, wodurch eine komplexe Reinigung durchgeführt wird

Die Absorptionstechnologie zeichnet sich dadurch aus, dass gasförmige Schwefelwasserstoffverunreinigungen in der aktiven flüssigen Substanz gelöst sind. Infolgedessen gelangen gasförmige Verunreinigungen in die flüssige Phase. Dann werden die ausgewählten schädlichen Komponenten durch Verdampfen entfernt, andernfalls durch Desorption, durch dieses Verfahren werden sie aus der reaktiven Flüssigkeit entfernt.

Trotz der Tatsache, dass die Adsorptionstechnologie zu den „trockenen Prozessen“ gehört und eine Feinreinigung von blauem Kraftstoff ermöglicht, wird die Absorption am häufigsten verwendet, um Verunreinigungen aus Erdgas zu entfernen. Das Sammeln und Eliminieren von Schwefelwasserstoffverbindungen unter Verwendung von Flüssigkeitsabsorbern ist rentabler und angemessener.

Die beliebteste Art von Adsorber ist Aktivkohle, die in Form von Kapseln oder Körnern verwendet wird. Die Oberfläche jedes Elements "absorbiert" Schwefelwasserstoff und andere organische Verunreinigungen

Die bei der Gasreinigung verwendeten Absorptionsmethoden sind in die folgenden drei Gruppen unterteilt:

• Chemikalie. Hergestellt unter Verwendung von Lösungsmitteln, die frei mit sauren Schwefelwasserstoffschadstoffen reagieren. Ethanolamine oder Alkanolamine haben das höchste Absorptionsvermögen unter den chemischen Sorptionsmitteln.
• Körperlich. Durch physikalische Auflösung von gasförmigem Schwefelwasserstoff in einem flüssigen Absorber durchgeführt. Darüber hinaus ist der Auflösungsprozess umso schneller, je höher der Partialdruck des gasförmigen Schadstoffs ist. Methanol, Propylencarbonat usw. werden hier als Absorber verwendet.
• Kombiniert. Bei der gemischten Version der Extraktion von Schwefelwasserstoff sind beide Technologien beteiligt. Die Hauptarbeit wird durch Absorption ausgeführt, und die Fein-Tertiärbehandlung wird durch Adsorbentien durchgeführt.

Seit einem halben Jahrhundert ist die chemische Reinigung von Gas unter Verwendung eines Aminsorbens, das in Form einer wässrigen Lösung verwendet wird, die beliebteste und beliebteste Technologie zur Extraktion und Entfernung von Schwefelwasserstoff und Kohlensäure aus natürlichen Brennstoffen.

Sorptionsverfahren zur Reinigung natürlicher Brennstoffe basieren auf der Fähigkeit fester und flüssiger Substanzen, mit Schwefelwasserstoff und anderen organischen Verunreinigungen zu reagieren und diese dadurch vom Gas zu trennen

Die Amin-Technologie eignet sich besser für die Verarbeitung großer Gasmengen, weil:

• Mangel an Defizit. Reagenzien können immer in dem für die Reinigung erforderlichen Volumen gekauft werden.
• Akzeptable Absorption. Amine zeichnen sich durch ein hohes Absorptionsvermögen aus. Von allen verwendeten Substanzen können nur 99,9% Schwefelwasserstoff aus dem Gas entfernen.
• Prioritätsmerkmale. Wässrige Aminlösungen zeichnen sich durch die akzeptabelste Viskosität, Dampfdichte, thermische und chemische Stabilität und geringe Wärmekapazität aus. Ihre Eigenschaften bieten den besten Verlauf des Absorptionsprozesses.
• Keine Toxizität reaktiver Substanzen. Dies ist ein wichtiges Argument, das überzeugt, speziell auf die Aminmethode zurückzugreifen.
• Selektivität. Qualität für selektive Absorption erforderlich. Es bietet die Möglichkeit, die notwendigen Reaktionen nacheinander in der für ein optimales Ergebnis erforderlichen Reihenfolge durchzuführen.

Ethanolamine, die bei der Durchführung chemischer Verfahren zur Reinigung von Gas aus Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid verwendet werden, umfassen Monoethanolamine (MEA), Diethanolamine (DEA), Triethanolamine (TEA). Darüber hinaus werden Substanzen mit den Präfixen Mono- und Di- aus Gas und H eliminiert₂S und CO₂. Die dritte Option hilft jedoch, nur Schwefelwasserstoff zu entfernen.

Bei der selektiven Reinigung von blauem Kraftstoff werden Methyldiethanolamine (MDEA), Diglycolamine (DHA) und Diisopropanolamine (DIPA) verwendet. Selektive Absorptionsmittel werden hauptsächlich im Ausland eingesetzt.

Natürlich ideale Absorptionsmittel, die alle Reinigungsanforderungen erfüllen, bevor sie an das System geliefert werden. Gasheizung und Lieferung von anderer Ausrüstung existiert noch nicht. Jedes Lösungsmittel hat einige Vorteile zusammen mit Minuspunkten. Bei der Auswahl einer reaktiven Substanz bestimmen sie einfach die am besten geeignete der vorgeschlagenen Reihen.

Typisches Installationsprinzip

Maximale Saugfähigkeit in Bezug auf H.₂S ist durch eine Lösung von Monoethanolamin gekennzeichnet. Dieses Reagenz weist jedoch einige signifikante Nachteile auf. Es zeichnet sich durch einen relativ hohen Druck und die Fähigkeit aus, während des Betriebs der Amingasreinigungsanlage mit Kohlenmonoxid irreversible Verbindungen zu erzeugen.

Das erste Minus wird durch Waschen beseitigt, wodurch der Amindampf teilweise absorbiert wird. Die zweite ist bei der Verarbeitung von Feldgasen selten.

Die Konzentration einer wässrigen Lösung von Monoethanolamin wird empirisch ausgewählt, basierend auf den durchgeführten Studien, die zur Reinigung von Gas aus einem bestimmten Bereich durchgeführt werden. Die Auswahl des Prozentsatzes des Reagens berücksichtigt seine Fähigkeit, den aggressiven Wirkungen von Schwefelwasserstoff auf die Metallkomponenten des Systems zu widerstehen.

Der Standardabsorptionsmittelgehalt liegt üblicherweise im Bereich von 15 bis 20%. Es kommt jedoch häufig vor, dass die Konzentration auf 30% erhöht oder auf 10% verringert wird, je nachdem, wie hoch der Reinigungsgrad sein sollte. Das heißt, Zu welchem ​​Zweck wird beim Erhitzen oder bei der Herstellung von Polymerverbindungen Gas verwendet.

Es ist zu beachten, dass mit zunehmender Konzentration von Aminverbindungen die Korrosivität von Schwefelwasserstoff abnimmt. Wir müssen jedoch berücksichtigen, dass in diesem Fall der Reagenzienverbrauch steigt. Folglich steigen die Kosten für gereinigtes Handelsgas.

Die Haupteinheit der Kläranlage ist ein Absorber einer Platte oder einer montierten Sorte. Dies ist eine vertikal ausgerichtete Vorrichtung, die äußerlich einem Reagenzglas, einer Vorrichtung mit darin befindlichen Düsen oder Platten ähnelt. Im unteren Teil befindet sich ein Eingang für die Zufuhr von Rohgasgemisch, oben ein Ausgang zum Gaswäscher.

Wenn das in der Anlage zu reinigende Gas unter ausreichendem Druck steht, damit das Reagenz in den Wärmetauscher und dann in die Destillationskolonne gelangen kann, erfolgt der Vorgang ohne Beteiligung einer Pumpe. Wenn der Druck für den Prozess nicht ausreicht, wird der Abfluss durch die Pumptechnik angeregt

Der Gasstrom nach dem Passieren des Einlassabscheiders wird in den unteren Teil des Absorbers gepumpt. Dann passiert es Platten oder Düsen in der Mitte des Gehäuses, auf denen sich Verunreinigungen absetzen. Die vollständig mit einer Aminlösung angefeuchteten Düsen sind zur gleichmäßigen Verteilung des Reagenzes durch Gitter getrennt.

Ferner wird der von Verunreinigungen gereinigte blaue Kraftstoff zum Wäscher geschickt. Dieses Gerät kann im Verarbeitungskreis nach dem Absorber oder in dessen oberem Teil angeschlossen werden.

Die verbrauchte Lösung fließt durch die Wände des Absorbers und wird zur Destillationskolonne geleitet - einem Stripper mit Kessel. Dort wird die Lösung durch die durch kochendes Wasser freigesetzten Dämpfe von den absorbierten Verunreinigungen gereinigt, um zur Anlage zurückzukehren.

Regeneriert, d.h. Ohne Schwefelwasserstoffverbindungen fließt die Lösung in den Wärmetauscher. Darin wird die Flüssigkeit während der Wärmeübertragung auf den nächsten Teil der kontaminierten Lösung gekühlt, wonach sie von der Pumpe zur vollständigen Kühlung und Kondensation von Dampf in den Kühlschrank gepumpt wird.

Die abgekühlte Absorptionslösung wird erneut in den Absorber eingespeist. Das Reagenz zirkuliert also durch die Installation. Seine Dämpfe werden ebenfalls abgekühlt und von sauren Verunreinigungen gereinigt, wonach sie die Versorgung mit Reagenz wieder auffüllen.

Am häufigsten werden Gasreinigungsschemata mit Monoethanolamin und Diethanolamin verwendet. Diese Reagenzien ermöglichen es, nicht nur Schwefelwasserstoff, sondern auch Kohlendioxid aus der Zusammensetzung des blauen Kraftstoffs zu extrahieren

Wenn es notwendig ist, gleichzeitig CO aus dem verarbeiteten Gas zu entfernen₂ und H₂S wird eine zweistufige Reinigung durchgeführt. Es besteht in der Verwendung von zwei Lösungen, die sich in der Konzentration unterscheiden. Diese Option ist wirtschaftlicher als eine einstufige Reinigung.

Zunächst wird gasförmiger Brennstoff mit einer starken Zusammensetzung mit einem Reagenziengehalt von 25 bis 35% gereinigt. Dann wird das Gas mit einer schwachen wässrigen Lösung behandelt, in der der Wirkstoff nur 5-12% beträgt. Infolgedessen wird sowohl eine Grob- als auch eine Feinreinigung mit einer minimalen Fließgeschwindigkeit der Lösung und der rationellen Nutzung der erzeugten Wärme durchgeführt.

Vier Behandlungsmöglichkeiten mit Alkonolamin

Alkanolamine oder Aminoalkohole sind Substanzen, die nicht nur eine Amingruppe, sondern auch eine Hydroxygruppe enthalten.

Die Vorrichtung und Technologie zur Reinigung von Erdgas mit Alkanolaminen unterscheiden sich hauptsächlich in der Art der Zufuhr einer absorbierenden Substanz. Am häufigsten werden bei der Gasreinigung mit dieser Art von Amin vier grundlegende Methoden angewendet.

Erster Weg. Es bestimmt den Fluss der aktiven Lösung in einem Strom von oben. Die gesamte Menge an Absorptionsmittel wird zur oberen Platte der Anlage geleitet. Der Reinigungsprozess findet bei einem Temperaturhintergrund von nicht mehr als 40 ° C statt.

Die einfachste Reinigungsmethode besteht darin, die aktive Lösung in einem einzigen Strom zuzuführen. Diese Technik wird angewendet, wenn das Gas eine geringe Menge an Verunreinigungen enthält.

Diese Technik wird normalerweise für geringfügige Verunreinigungen mit Schwefelwasserstoffverbindungen und Kohlendioxid verwendet. Der gesamte thermische Effekt für die Erzeugung von kommerziellem Gas ist in diesem Fall in der Regel gering.

Zweiter Weg. Diese Reinigungsoption wird für hohe Anteile an Schwefelwasserstoffverbindungen in gasförmigen Brennstoffen verwendet.

Die reaktive Lösung wird in diesem Fall in zwei Strömen zugeführt. Die erste mit einem Volumen von ca. 65-75% der Gesamtmasse wird in die Mitte der Anlage geschickt, die zweite von oben.

Die Aminlösung fließt die Platten hinunter und trifft auf aufwärts gerichtete Gasströme, die auf die Bodenplatte des Absorptionssystems gepumpt werden. Vor dem Servieren wird die Lösung auf nicht mehr als 40 ° C erhitzt, aber während der Wechselwirkung des Gases mit dem Amin steigt die Temperatur signifikant an.

Um zu verhindern, dass die Reinigungseffizienz aufgrund des Temperaturanstiegs abnimmt, wird überschüssige Wärme zusammen mit der mit Schwefelwasserstoff gesättigten verbrauchten Lösung abgeführt. Und oben in der Anlage wird der Strom gekühlt, um restliche saure Komponenten zusammen mit Kondensat zu extrahieren.

Das zweite und dritte der beschriebenen Verfahren bestimmen den Fluss der absorbierenden Lösung in zwei Strömen vor. Im ersten Fall wird das Reagenz mit der gleichen Temperatur zugeführt, im zweiten Fall ist es unterschiedlich

Dies ist ein wirtschaftlicher Weg, um den Verbrauch von Energie und aktiver Lösung zu reduzieren. Eine zusätzliche Erwärmung wird zu keinem Zeitpunkt durchgeführt. In technologischer Hinsicht handelt es sich um eine zweistufige Reinigung, die die Möglichkeit bietet, mit dem geringsten Verlust kommerzielles Gas für die Versorgung der Autobahn vorzubereiten.

Dritter Weg. Es übernimmt die Zufuhr des Absorbers zur Reinigungsanlage in zwei Strömen unterschiedlicher Temperatur. Das Verfahren wird angewendet, wenn neben Rohwasserstoff und Kohlendioxid auch CS im Rohgas vorhanden ist₂und COS.

Der vorherrschende Teil des Absorbers, ungefähr 70-75%, wird auf 60-70ºC und die verbleibende Fraktion nur auf 40ºC erhitzt. Die Strömungen werden auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Fall in den Absorber eingespeist: von oben und in der Mitte.

Die Bildung einer Zone mit hoher Temperatur ermöglicht es, organische Verunreinigungen schnell und effizient aus der Gasmasse am Boden der Reinigungssäule zu entfernen. Oben werden Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff mit einem Amin der Standardtemperatur ausgefällt.

Vierter Weg. Diese Technologie bestimmt die Zufuhr einer wässrigen Aminlösung in zwei Strömen mit unterschiedlichem Regenerationsgrad. Das heißt, einer wird unraffiniert geliefert und enthält Schwefelwasserstoffeinschlüsse, der zweite ohne diese.

Der erste Strom kann nicht als vollständig verschmutzt bezeichnet werden. Es enthält nur teilweise saure Bestandteile, da einige davon beim Abkühlen auf + 50º / + 60ºC im Wärmetauscher entfernt werden. Dieser Lösungsstrom wird aus der unteren Düse des Abstreifers entnommen, abgekühlt und in den mittleren Teil der Säule geleitet.

Mit einem signifikanten Gehalt an Schwefelwasserstoff- und Kohlenstoffkomponenten in gasförmigen Brennstoffen wird die Reinigung mit zwei Lösungsströmen mit unterschiedlichem Regenerationsgrad durchgeführt

Nur der Teil der Lösung, der in den oberen Bereich der Anlage gepumpt wird, wird gründlich gereinigt. Die Temperatur dieses Stroms überschreitet gewöhnlich 50 ° C nicht. Hier erfolgt eine Feinreinigung gasförmiger Brennstoffe. Diese Konstruktion reduziert die Kosten um mindestens 10%, indem der Dampfverbrauch reduziert wird.

Es ist klar, dass die Reinigungsmethode auf der Grundlage des Vorhandenseins organischer Schadstoffe und der wirtschaftlichen Machbarkeit gewählt wird. In jedem Fall können Sie mit einer Vielzahl von Technologien die beste Option auswählen. In derselben Amingasbehandlungsanlage kann der Reinigungsgrad variiert werden, wodurch blauer Brennstoff mit den richtigen für die Arbeit erzeugt wird Gaskessel, Öfen, Heizungseigenschaften.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Das folgende Video macht Sie mit den Besonderheiten der Extraktion von Schwefelwasserstoff aus zugehörigem Gas vertraut, das mit Öl aus einer Ölquelle extrahiert wurde:

Die Installation der Reinigung von blauem Kraftstoff aus Schwefelwasserstoff mit der Herstellung von elementarem Schwefel zur weiteren Verarbeitung wird das Video präsentieren:

Der Autor dieses Videos erklärt Ihnen, wie Sie zu Hause Biogas aus Schwefelwasserstoff entfernen können.

Die Wahl der Gasreinigungsmethode ist in erster Linie auf die Lösung eines bestimmten Problems ausgerichtet. Der Künstler hat zwei Möglichkeiten: einem bewährten Muster zu folgen oder etwas Neues zu bevorzugen. Die Hauptrichtlinie sollte jedoch weiterhin die wirtschaftliche Machbarkeit sein, während die Qualität erhalten bleibt und der gewünschte Verarbeitungsgrad erreicht wird.