טיהור גז אמי מ מימן גופרתי: עקרון, אפשרויות יעילות ותוכניות התקנה

הגז הטבעי המופק מהשדות למסירה לצרכן דרך צינורות מכיל תרכובות גופרית בפרופורציות שונות. אם לא תיפטרו, חומרים אגרסיביים יהרסו את הצינור ויהפכו אביזרי ללא שימוש. בנוסף, משתחררים רעלים במהלך הבעירה של דלק כחול מזוהם.

על מנת להימנע מהשלכות שליליות, מתבצע טיהור של גז אמין מ מימן גופרתי. זו הדרך הקלה והזולה ביותר להפריד רכיבים מזיקים מדלקים מאובנים. נספר לכם כיצד מתרחש תהליך ההפרדה של תכלילי גופרית, כיצד מסודרים מפעל הטיפולים ועובד.

מטרת הטיפול בדלק מאובנים

גז הוא סוג הדלק הפופולרי ביותר. זה מושך את המחיר הזול ביותר וגורם הכי פחות נזק לסביבה. יתרונות שאין עליהם עוררין כוללים את הפשטות בשליטה בתהליך הבעירה והיכולת לאבטח את כל שלבי עיבוד הדלק בתהליך השגת אנרגיה תרמית.

עם זאת, מאובן גזי טבעי אינו מופק בצורתו הטהורה, מכיוון במקביל להוצאת הגז מהבאר, מוזרמים תרכובות אורגניות נלוות. הנפוץ שבהם הוא מימן גופרתי, שתוכנו משתנה מעשיריות לעשרה אחוזים ומעלה, תלוי בשדה.

מימן גופרתי רעיל, מזיק לסביבה, מזיק לזרזים המשמשים לעיבוד גז. כפי שכבר ציינו, תרכובת אורגנית זו היא אגרסיבית ביותר ביחס לצינורות פלדה ושסתומי מתכת.

באופן טבעי, האשמת המערכת הפרטית ו- עיקרי גז, מימן גופרתי מוביל לדליפות של דלק כחול ולמצבים השליליים והסיכוניים ביותר הקשורים לעובדה זו. כדי להגן על הצרכן מוסרים תרכובות לא בריאות מהרכב הדלק הגזי לפני שהוא מועבר לכביש המהיר.

על פי התקנים של תרכובות מימן גופרתי, הגז המועבר דרך צינורות אינו יכול לעלות על 0.02 גרם / מ"ק. עם זאת, למעשה יש הרבה יותר. על מנת להשיג את הערך המוסדר על ידי GOST 5542-2014, נדרש ניקוי.

שיטות קיימות להפרדת מימן גופרתי

בנוסף למימן גופרתי השורר נגד זיהומים אחרים, תרכובות מזיקות אחרות עלולות להיות כלולות בדלק כחול. אתה יכול למצוא בו פחמן דו חמצני, מרקפטנים קלים ופחמן גופרתי. אבל מימן גופרתי עצמו תמיד יכריע.

ראוי לציין כי קיים תוכן שאינו משמעותי של תרכובות גופרית בדלק גזי מטוהר. נתון הסובלנות הספציפי תלוי במטרה שלשמה מיוצר הגז. לדוגמא, לייצור תחמוצת אתילן, תכולת הגופרית הכוללת צריכה להיות נמוכה מ- 0.0001 מ"ג / מ"ק.

שיטת הניקוי נבחרה תוך התמקדות בתוצאה הרצויה.

כל השיטות הקיימות מחולקות לשתי קבוצות:

• ספיגה. הם מורכבים בקליטה של ​​תרכובות מימן גופרתי על ידי מגיב (ספיחה) או נוזלי (ספיגה) עם שחרורו אחר כך של גופרית או נגזרותיו. לאחר מכן, זיהומים מזיקים המופקים מהרכב הגז נפטרים או ממוחזרים.
• קטליטי. הם מורכבים מחמצון או הפחתה של מימן גופרתי עם המרתו לגופרית יסודית.התהליך מיושם בנוכחות זרזים - חומרים המעוררים את התהליך של תגובה כימית.

ספיחה כוללת איסוף מימן גופרתי על ידי ריכוזו על פני מוצק. לרוב, חומרים גרגירים המבוססים על פחמן פעיל או תחמוצת ברזל מעורבים בתהליך הספיגה. המשטח הספציפי הגדול המאפיין דגנים תורם לשמירה מקסימאלית של מולקולות גופרית.

כל שיטות הטיהור של הדלק הכחול מחולקות לספיחה וקטליטיות. ציוד הניקוי מכוון לעיקרון הפעולה של טכנולוגיה מסוימת. עם זאת, ישנם מתקנים בהם משולבים מספר שיטות, שבגללן מבוצעת ניקוי מורכב

טכנולוגית הספיגה מאופיינת בכך שזיהום מימן גופרתי גזי נמס בחומר הנוזלי הפעיל. כתוצאה מכך מזהמים גזים עוברים לשלב הנוזל. ואז המרכיבים המזיקים שנבחרו מסולקים על ידי אידוי, אחרת ספיחה, בשיטה זו הם מוסרים מהנוזל התגובה.

למרות העובדה שטכנולוגיית הספיחה שייכת ל"תהליכים היבשים "ומאפשרת טיהור דק של דלק כחול, לרוב משתמשים בספיגה בהוצאת מזהמים מגז טבעי. איסוף וחיסול של תרכובות מימן גופרתי באמצעות בולמי נוזלים הוא רווחי ומתאים יותר.

הסוג הפופולרי ביותר של adsorber הוא פחם פעיל, המשמש בצורה של כמוסות או דגנים. פני השטח של כל אחד מהאלמנטים "סופגים" מימן גופריתי וזיהומים אורגניים אחרים

שיטות הספיגה המשמשות לטיהור הגז מחולקות לשלוש הקבוצות הבאות:

• כימי. מיוצר באמצעות ממסים המגיבים בחופשיות עם מזהמים חומצתיים מימן גופרתי. אתנולמינים או אלקנולמינים הם בעלי כושר הספיגה הגבוה ביותר בקרב סופגים כימיים.
• גופני. מבוצע על ידי פירוק פיזי של מימן גופרתי גזי בסופח נוזלי. יתר על כן, ככל שהלחץ החלקי של המזהם הגזי גבוה יותר, כך תהליך הפירוק מהיר יותר. מתנול, פרופילן קרבונט וכו 'משמשים כאן כבולם.
• משולב. בגרסה המעורבת של מיצוי מימן גופרתי, שתי הטכנולוגיות מעורבות. העבודה העיקרית מתבצעת על ידי ספיגה, וטיפול שלישוני עדין מתבצע על ידי adsorbents.

במשך חצי מאה, הטכנולוגיה הפופולרית והפופולרית ביותר לחילוץ והוצאת מימן גופרתי וחומצה פחמנית מדלקים טבעיים הייתה טיהור כימי של גז באמצעות סופג אמין המשמש בצורה של תמיסה מימית.

שיטות ספיגה לניקוי דלקים טבעיים מבוססות על היכולת של חומרים מוצקים ונוזלים להגיב עם מימן גופרתי ועם זיהומים אורגניים אחרים, ובכך להפריד אותם מהגז

טכנולוגית אמין מתאימה יותר לעיבוד נפחי גז גדולים, מכיוון ש:

• חוסר גירעון. תמיד ניתן לרכוש ריאגנטים בנפח הנדרש לניקוי.
• קליטה קבילה. אמינים מתאפיינים בכושר ספיגה גבוה. מבין כל החומרים המשמשים, רק הם מסוגלים להוציא 99.9% מימן גופרתי מגז.
• מאפייני עדיפות. פתרונות אמין מימיים נבדלים על ידי הצמיגות המקובלת ביותר, צפיפות אדים, יציבות תרמית וכימית, יכולת חום נמוכה. המאפיינים שלהם מספקים את המסלול הטוב ביותר של תהליך הקליטה.
• אין רעילות של חומרים תגוביים. זהו טיעון חשוב המשכנע לפנות באופן ספציפי לשיטת האמין.
• סלקטיביות. איכות הנדרשת לספיגה סלקטיבית. זה מאפשר אפשרות לבצע ברצף את התגובות הנדרשות בסדר הנדרש לתוצאה מיטבית.

אתנולמינים המשמשים לביצוע שיטות כימיות לניקוי גז מימן גופרתי ופחמן דו חמצני כוללים מונואתנולמינים (MEA), דיאטנולמינים (DEA), טריאתנולמינים (TEA). יתר על כן, חומרים עם קידומות מונו ודי- מבוטלים מגז ו- H₂S, ו CO₂. אך האפשרות השלישית עוזרת בהסרת מימן גופרתי בלבד.

בעת ביצוע ניקוי סלקטיבי של דלק כחול משתמשים במתיל-דיטאנולמינים (MDEA), diglycolamines (DHA), ו diisopropanolamines (DIPA). סופגים סלקטיביים משמשים בעיקר בחו"ל.

באופן טבעי סופגים אידיאליים העונים על כל דרישות הניקוי לפני מסירתם למערכת. חימום גז ואספקת ציוד אחר עדיין לא קיימת. לכל ממס יש כמה יתרונות יחד עם מינוסים. בבחירת חומר תגובתי הם פשוט קובעים את המתאים ביותר מהסדרה המוצעת.

עיקרון התקנה אופייני

ספיגה מקסימאלית ביחס ל- H₂S מאופיינת בתמיסה של מונואתנולמין. עם זאת, למגיב זה יש כמה חסרונות משמעותיים. הוא מאופיין בלחץ גבוה למדי וביכולת ליצור תרכובות בלתי הפיכות עם פחמן חד חמצני במהלך פעולת יחידת הטיהור של גז אמין.

המינוס הראשון מסולק על ידי שטיפה, כתוצאה ממנו אדי האמין נספג חלקית. השנייה נדירה בעיבוד גזי שדה.

הריכוז של תמיסה מימית של מונואתנולמין נבחר באופן אמפירי, על בסיס המחקרים שבוצעו נדרש לטיהור גז מתחום ספציפי. בחירת אחוז המגיב לוקח בחשבון את יכולתו לעמוד בהשפעות האגרסיביות של מימן גופרתי על רכיבי המתכת במערכת.

תכולת הספיגה הסטנדרטית היא בדרך כלל בטווח של 15 עד 20%. עם זאת, לעיתים קרובות קורה שהריכוז מוגבר ל -30% או מופחת ל -10%, תלוי עד כמה גבוהה צריכה להיות רמת הטיהור. כלומר לאיזו מטרה, בחימום או בייצור של תרכובות פולימריות, ישמש גז.

שימו לב שעם עליית הריכוז של תרכובות אמין, קורוזיביות מימן גופרתי יורדת. אך עלינו לקחת בחשבון שבמקרה זה צריכת המגיבים עולה. כתוצאה מכך, עלות הגז המסחרי המטוהר עולה.

היחידה העיקרית של מפעל הטיפולים היא בולם של צלחת או מגוון רכוב. זהו כיוון אנכי, הדומה חיצונית למבחנה, מכשיר עם חרירים או צלחות הממוקמים בפנים. בחלקו התחתון ישנה הכניסה לאספקת תערובת הגז הגולמי, בחלקה העליון יש יציאה למכבש.

אם הגז שיש לנקות במתקן נמצא בלחץ מספיק בכדי שהגיב יעבור למחליף החום ואז לטור הזיקוק, התהליך מתרחש ללא השתתפות משאבה. אם הלחץ אינו מספיק לתהליך, היציאה מגורה על ידי טכניקת השאיבה

זרימת הגז לאחר מעבר במפריד הכניסה נשאבת לחלק התחתון של הבולם. ואז הוא עובר דרך צלחות או חרירים הממוקמים באמצע המעטפת, עליהם מתיישבים מזהמים. החרירים, המורטיבים לחלוטין בתמיסת אמין, מופרדים באמצעות סורגים להפצה אחידה של המגיב.

יתרה מזאת, הדלק הכחול שמנקה מזיהום נשלח למגרש. ניתן לחבר מכשיר זה במעגל העיבוד אחרי הבולם או ממוקם בחלקו העליון.

הפתרון המושקע זורם בקירות הבולם ונשלח לטור הזיקוק - חשפנית עם דוד. שם מטוהרים את הפיתרון מהזהמים הספוגים על ידי האדים המשתחררים על ידי מים רותחים כדי לחזור למתקן.

מחודש, כלומר נפטר מתרכובות מימן גופרתי, התמיסה זורמת למחליף החום. בתוכו, מקורר את הנוזל במהלך העברת החום לחלק הבא של הפיתרון המזוהם, ואחריו מוזרם למקרר על ידי המשאבה לקירור ועיבוי שלמים מלאים.

התמיסה הסופגת המצוננת מוזנת שוב לתוך הבולם. אז המגיב מסתובב דרך ההתקנה. אדיו מקוררים ומטוהרים גם מזיהום חומצי, לאחר מכן הם מחדשים את אספקת המגיב.

לרוב משתמשים בתכניות לטיהור גז עם מונואתנולמין ודיאטנולמין. ריאגנטים אלו מאפשרים לחלץ לא רק מימן גופרתי אלא גם פחמן דו חמצני מהרכב הדלק הכחול

אם יש צורך לבצע סילוק CO בו-זמנית מהגז המעובד₂ וח₂S, ניקוי דו-שלבי מתבצע. זה מורכב בשימוש בשני פתרונות השונים זה מזה בריכוז. אפשרות זו חסכונית יותר מניקוי חד-שלבי.

ראשית, מנקים דלק גזי עם הרכב חזק עם תוכן מגיב של 25-35%. לאחר מכן מטפלים בגז בתמיסה מימית חלשה, בה החומר הפעיל הוא רק 5-12%. כתוצאה מכך, ניקוי גס וגם עדין מתבצע עם קצב זרימה מינימלי של הפתרון והשימוש הרציונלי בחום הנוצר.

ארבע אפשרויות טיפול באלקונולמין

אלקנולמינים או אלכוהולי אמינו הם חומרים המכילים לא רק קבוצת אמין, אלא גם קבוצת הידרוקסי.

המנגנון והטכנולוגיה לטיהור גז טבעי עם אלקנולמינים שונים זה מזה בעיקר בשיטת אספקת חומר סופג. לרוב, ארבע שיטות בסיסיות משמשות לטיהור גז באמצעות אמין מסוג זה.

דרך ראשונה. זה קובע את זרימת הפיתרון הפעיל בזרם אחד מלמעלה. כל כמות הספיגה נשלחת לצלחת העליונה של המתקן. תהליך הניקוי מתרחש ברקע טמפרטורה של לא גבוה מ- 40 מעלות צלזיוס.

שיטת הניקוי הפשוטה ביותר כוללת אספקת הפיתרון הפעיל בזרם יחיד. טכניקה זו משמשת אם יש כמות קטנה של זיהומים בגז.

טכניקה זו משמשת בדרך כלל לזיהום קל עם תרכובות מימן גופרתי ופחמן דו חמצני. ההשפעה התרמית הכוללת לייצור גז מסחרי במקרה זה, ככלל, נמוכה.

דרך שנייה. אפשרות ניקוי זו משמשת לרמות גבוהות של תרכובות מימן גופרתי בדלקים גזים.

הפיתרון התגובה במקרה זה מוזן בשני זרמים. הראשון, עם נפח של כ- 65-75% מכלל המסה, נשלח לאמצע ההתקנה, השני מועבר מלמעלה.

תמיסת האמין זורמת במורד הצלחות ופוגשת זרמי גז כלפי מעלה שנשאבים אל הצלחת התחתונה של מערכת הסופגת. לפני ההגשה מחמם הפתרון לא יותר מ- 40 מעלות צלזיוס, אך במהלך האינטראקציה של הגז עם האמין הטמפרטורה עולה משמעותית.

על מנת למנוע נפילת יעילות הניקוי כתוצאה מעליית הטמפרטורה, מוסרים עודפי חום יחד עם התמיסה המשומשת רוויה במימן גופרתי. ובראש ההתקנה מקורר את הנחל על מנת לחלץ רכיבים חומציים שיורית יחד עם עיבוי.

השנייה והשלישית של השיטות המתוארות קובעת מראש את זרימת התמיסה הסופגת בשני זרמים. במקרה הראשון, המגיב מסופק באותה טמפרטורה; בשני הוא שונה

זוהי דרך חסכונית להפחית את צריכת האנרגיה והפתרון הפעיל כאחד. חימום נוסף אינו מתבצע בשום שלב. מבחינת המהות הטכנולוגית, מדובר בטיהור דו-מפלסי, המספק את ההזדמנות עם הכי פחות הפסד להכין גז מסחרי לאספקה ​​לכביש המהיר.

דרך שלישית. הוא מניח את אספקת הבולם למפעל הניקוי בשני נחלים בטמפרטורות שונות. השיטה מיושמת אם בנוסף למימן גופרתי ופחמן דו חמצני, יש גם CS בגז הגלם₂, ו- COS.

החלק הבולט של הבולם, בערך 70-75%, מחומם ל 60-70 מעלות צלזיוס, והשאר שנותר רק ל 40 מעלות צלזיוס. זרימות מוזנות לתוך הבולם באותו אופן כמו במקרה שתואר לעיל: מלמעלה ובאמצע.

היווצרות אזור עם טמפרטורה גבוהה מאפשרת להסיר במהירות וביעילות זיהומים אורגניים ממסת הגז בתחתית עמוד הניקוי. בחלקו העליון מוזרמים פחמן דו חמצני ומימן גופרתי עם אמין בטמפרטורה סטנדרטית.

דרך רביעית. טכנולוגיה זו קובעת את אספקת הפיתרון המימי של אמין בשני זרמים בדרגות התחדשות שונות. כלומר, האחד מסופק ללא מזוקק, מכיל תכלילים של מימן גופרתי והשני בלעדיהם.

לא ניתן לקרוא לזרם הראשון מזוהם לחלוטין. הוא מכיל רק חלקים רכיבים חומציים, מכיוון שחלקם מוסרים במהלך הקירור ל + 50 & 60 מעלות צלזיוס במחליף החום. זרם פתרונות זה נלקח מהזרבוב התחתון של החשפנית, מקורר ונשלח לחלק האמצעי של העמוד.

עם תוכן משמעותי של רכיבי מימן גופרתי ופחמן בדלקים גזיים, הניקוי מתבצע בשני זרמי תמיסה בדרגות התחדשות שונות.

רק חלק הפיתרון שנשאב לגזרה העליונה של המתקן עובר ניקוי עמוק. הטמפרטורה של נחל זה בדרך כלל אינה עולה על 50 מעלות צלזיוס. ניקוי עדין של דלקים גזיים מתבצע כאן. עיצוב זה מקטין עלויות לפחות 10% על ידי הפחתת צריכת הקיטור.

ברור ששיטת הניקוי נבחרת על בסיס נוכחות של מזהמים אורגניים וכדאיות כלכלית. בכל מקרה, מגוון טכנולוגיות מאפשרות לכם לבחור באפשרות הטובה ביותר. באותה היחידה לטיפול בגז אמינית, ניתן לשנות את מידת הטיהור, לייצר דלק כחול עם הנכונים לעבודה דודי גז, תנורים, מאפייני תנורים.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

הסרטון הבא יכיר לכם את הפרטים של מיצוי מימן גופרתי מגז משויך המופק בשמן מבאר שמן:

התקנת הטיהור של דלק כחול מימן גופרתי עם ייצור גופרית אלמנטלית להמשך עיבוד תציג את הסרטון:

מחבר הסרטון הזה יספר לכם איך להיפטר מביוגז ממי גופרתי בבית.

הבחירה בשיטת טיהור הגז מכוונת בעיקר לפיתרון בעיה ספציפית. לאמן יש שתי דרכים: ללכת לפי דפוס מוכח או להעדיף משהו חדש. עם זאת, הנחיה העיקרית צריכה להיות עדיין כדאיות כלכלית תוך שמירה על איכות והשגת מידת העיבוד הרצויה.