Pembersihan gas amina dari hidrogen sulfida: prinsip, pilihan berkesan dan skema pemasangan

Gas asli yang dihasilkan dari ladang untuk diserahkan kepada pengguna melalui saluran paip mengandungi sebatian sulfur dalam bahagian yang berbeza. Sekiranya tidak dihapuskan, bahan agresif akan memusnahkan saluran paip dan menjadikan kelengkapan tidak dapat digunakan. Di samping itu, toksin dilepaskan semasa pembakaran bahan bakar biru tercemar.

Untuk mengelakkan akibat negatif, dilakukan pemurnian gas amina dari hidrogen sulfida. Ini adalah kaedah termudah dan termurah untuk memisahkan komponen berbahaya dari bahan bakar fosil. Kami akan memberitahu anda bagaimana proses pemisahan kemasukan sulfur berlaku, bagaimana kilang rawatan disusun dan berfungsi.

Tujuan rawatan bahan bakar fosil

Gas adalah jenis bahan bakar yang paling popular. Ia menarik harga yang paling berpatutan dan menyebabkan kerosakan paling sedikit terhadap alam sekitar. Kelebihan yang tidak dapat dipertikaikan termasuk kesederhanaan mengendalikan proses pembakaran dan kemampuan untuk mengamankan semua peringkat pemprosesan bahan bakar dalam proses memperoleh tenaga terma.

Walau bagaimanapun, fosil gas asli tidak diekstrak dalam bentuk tulennya, kerana serentak dengan pengekstrakan gas dari telaga, sebatian organik yang berkaitan dipam keluar. Yang paling umum di antaranya adalah hidrogen sulfida, kandungannya berbeza dari sepersepuluh hingga sepuluh atau lebih peratus, bergantung pada bidangnya.

Hidrogen sulfida beracun, berbahaya kepada alam sekitar, berbahaya bagi pemangkin yang digunakan dalam pemprosesan gas. Seperti yang telah kita maklum, sebatian organik ini sangat agresif berkaitan dengan paip keluli dan injap logam.

Secara semula jadi, menghakis sistem swasta dan gas utama, hidrogen sulfida membawa kepada kebocoran bahan bakar biru dan situasi berisiko sangat negatif yang berkaitan dengan fakta ini. Untuk melindungi pengguna, sebatian tidak sihat dikeluarkan dari komposisi bahan bakar gas sebelum dihantar ke lebuh raya.

Menurut piawaian sebatian hidrogen sulfida, gas yang diangkut melalui paip tidak boleh melebihi 0.02 g / m³. Namun, sebenarnya ada banyak lagi. Untuk mencapai nilai yang diatur oleh GOST 5542-2014, pembersihan diperlukan.

Kaedah yang ada untuk memisahkan hidrogen sulfida

Selain hidrogen sulfida yang berlaku terhadap kekotoran lain, sebatian berbahaya lain juga dapat terkandung dalam bahan bakar biru. Anda dapati di dalamnya karbon dioksida, mercaptan ringan dan karbon sulfida. Tetapi hidrogen sulfida itu sendiri akan selalu berlaku.

Perlu diperhatikan bahawa sebilangan kandungan sebatian sulfur yang tidak signifikan dalam bahan bakar gas yang disucikan dapat diterima. Angka toleransi spesifik bergantung pada tujuan gas dihasilkan. Sebagai contoh, untuk penghasilan etilena oksida, jumlah kandungan sulfur mestilah kurang daripada 0.0001 mg / m³.

Kaedah pembersihan dipilih, dengan fokus pada hasil yang diinginkan.

Semua kaedah yang ada dibahagikan kepada dua kumpulan:

• Penyerapan. Mereka terdiri dalam penyerapan sebatian hidrogen sulfida oleh pereaksi pepejal (penjerapan) atau cecair (penyerapan) dengan pelepasan sulfur atau turunannya berikutnya. Selepas itu, kotoran berbahaya yang diekstrak dari komposisi gas dibuang atau dikitar semula.
• Pemangkin. Mereka terdiri dalam pengoksidaan atau pengurangan hidrogen sulfida dengan penukarannya menjadi unsur sulfur.Proses ini dilaksanakan dengan adanya pemangkin - bahan yang merangsang perjalanan tindak balas kimia.

Penjerapan melibatkan pengumpulan hidrogen sulfida dengan memusatkannya ke permukaan pepejal. Selalunya, bahan berbutir berdasarkan karbon aktif atau oksida besi terlibat dalam proses penjerapan. Ciri khas permukaan butiran yang besar menyumbang kepada pengekalan maksimum molekul sulfur.

Semua kaedah pemurnian bahan bakar biru dibahagikan kepada penyerapan dan pemangkin. Peralatan pembersihan berorientasikan prinsip operasi teknologi tertentu. Walau bagaimanapun, terdapat pemasangan di mana beberapa kaedah digabungkan, kerana pembersihan kompleks dilakukan

Teknologi penyerapan dicirikan kerana kekotoran hidrogen sulfida gas dilarutkan dalam bahan cair aktif. Akibatnya, pencemaran gas masuk ke fasa cecair. Kemudian komponen berbahaya yang dipilih dikeluarkan dengan penyejatan, jika tidak penyerapan, dengan kaedah ini mereka dikeluarkan dari cecair reaktif.

Walaupun teknologi penjerapan termasuk dalam "proses kering" dan memungkinkan pemurnian bahan bakar biru dengan baik, penyerapan paling sering digunakan untuk menghilangkan bahan cemar dari gas asli. Pengumpulan dan penghapusan sebatian hidrogen sulfida menggunakan penyerap cecair lebih menguntungkan dan sesuai.

Jenis penjerap yang paling popular adalah karbon aktif, digunakan dalam bentuk kapsul atau biji-bijian. Permukaan setiap elemen "menyerap" hidrogen sulfida dan kekotoran organik lain

Kaedah penyerapan yang digunakan dalam pemurnian gas dibahagikan kepada tiga kumpulan berikut:

• Bahan Kimia. Dihasilkan menggunakan pelarut yang bebas bertindak balas dengan pencemar asid hidrogen sulfida. Etanolamina atau alkanolamin mempunyai keupayaan penyerapan tertinggi di antara sorben kimia.
• Fizikal. Dilakukan oleh pelarutan fizikal hidrogen sulfida gas dalam penyerap cecair. Lebih-lebih lagi, semakin tinggi tekanan separa pencemaran gas, semakin cepat proses pembubarannya. Metanol, propilena karbonat, dan lain-lain digunakan di sini sebagai penyerap.
• Gabungan. Dalam versi campuran pengekstrakan hidrogen sulfida, kedua-dua teknologi terlibat. Pekerjaan utama dilakukan dengan penyerapan, dan rawatan tersier halus dilakukan oleh adsorben.

Selama setengah abad, teknologi yang paling popular dan popular untuk pengekstrakan dan penyingkiran hidrogen sulfida dan asid karbonik dari bahan bakar semula jadi adalah pemurnian kimia gas menggunakan sorben amina yang digunakan dalam bentuk larutan berair.

Kaedah penyerapan untuk membersihkan bahan bakar semula jadi didasarkan pada kemampuan bahan pepejal dan cair untuk bertindak balas dengan hidrogen sulfida dan kekotoran organik lain, sehingga memisahkannya dari gas

Teknologi amina lebih sesuai untuk memproses sejumlah besar gas, kerana:

• Kekurangan defisit. Reagen selalu boleh dibeli dalam jumlah yang diperlukan untuk pembersihan.
• Penyerapan yang Boleh Diterima. Amina dicirikan oleh keupayaan penyerapan yang tinggi. Daripada semua bahan yang digunakan, hanya mereka yang dapat mengeluarkan 99.9% hidrogen sulfida dari gas.
• Ciri keutamaan. Larutan amina berair dibezakan oleh kelikatan yang paling boleh diterima, ketumpatan wap, kestabilan terma dan kimia, kapasiti haba rendah. Ciri-ciri mereka memberikan jalan terbaik untuk proses penyerapan.
• Tiada ketoksikan bahan reaktif. Ini adalah hujah penting yang meyakinkan untuk menggunakan kaedah amine.
• Selektiviti. Kualiti yang diperlukan untuk penyerapan selektif. Ini memberikan kemungkinan melakukan tindak balas yang diperlukan secara berurutan mengikut urutan yang diperlukan untuk hasil yang optimum.

Etanolamina yang digunakan dalam menjalankan kaedah kimia untuk membersihkan gas dari hidrogen sulfida dan karbon dioksida termasuk monoetanolamin (MEA), dietanolamina (DEA), trietanolamina (TEA). Lebih-lebih lagi, bahan dengan awalan mono- dan di- dihilangkan dari gas dan H₂S, dan CO₂. Tetapi pilihan ketiga membantu membuang hidrogen sulfida sahaja.

Semasa melakukan pembersihan selektif bahan bakar biru, metildietanolamina (MDEA), diglycolamines (DHA), dan diisopropanolamina (DIPA) digunakan. Penyerap selektif digunakan terutamanya di luar negara.

Secara semula jadi, penyerap yang ideal yang memenuhi semua keperluan pembersihan sebelum dihantar ke sistem. pemanasan gas dan bekalan peralatan lain belum ada. Setiap pelarut mempunyai beberapa kelebihan bersama dengan minus. Semasa memilih bahan reaktif, mereka hanya menentukan yang paling sesuai dari siri yang dicadangkan.

Prinsip pemasangan khas

Serapan maksimum berkenaan dengan H₂S dicirikan oleh larutan monoetanolamin. Walau bagaimanapun, reagen ini mempunyai beberapa kelemahan yang ketara. Ia dicirikan oleh tekanan yang agak tinggi dan kemampuan untuk membuat sebatian yang tidak dapat dipulihkan dengan karbon monoksida semasa operasi unit pembersih gas amina.

Kekurangan pertama dihilangkan dengan mencuci, akibatnya wap amina diserap sebahagian. Yang kedua jarang berlaku dalam pemprosesan gas ladang.

Kepekatan larutan monoetanolamin berair dipilih secara empirik, berdasarkan kajian yang dilakukan diambil untuk membersihkan gas dari medan tertentu. Pemilihan peratusan reagen mengambil kira kemampuannya menahan kesan agresif hidrogen sulfida pada komponen logam sistem.

Kandungan penyerap standard biasanya dalam lingkungan 15 hingga 20%. Walau bagaimanapun, selalunya konsentrasi dinaikkan menjadi 30% atau dikurangkan menjadi 10%, bergantung pada seberapa tinggi tahap pemurniannya. I.E. untuk tujuan apa, dalam pemanasan atau dalam pengeluaran sebatian polimer, gas akan digunakan.

Perhatikan bahawa dengan peningkatan kepekatan sebatian amina, hakisan hidrogen sulfida berkurang. Tetapi kita mesti mengambil kira bahawa dalam hal ini penggunaan reagen meningkat. Akibatnya, kos gas komersial yang dimurnikan meningkat.

Unit utama loji rawatan adalah penyerap plat atau pelbagai yang dipasang. Ini berorientasikan menegak, menyerupai luaran seperti tabung uji, alat dengan muncung atau plat yang terletak di dalamnya. Di bahagian bawahnya ada pintu masuk untuk penyediaan campuran gas yang tidak dirawat, di bahagian atas ada jalan keluar ke penggosok.

Sekiranya gas yang akan dibersihkan di dalam pemasangan berada di bawah tekanan yang cukup untuk reagen masuk ke penukar panas dan kemudian ke ruang penyulingan, prosesnya berlaku tanpa penyertaan pam. Sekiranya tekanan tidak mencukupi untuk proses tersebut, aliran keluar dirangsang oleh teknik mengepam

Aliran gas setelah melalui pemisah masuk dimasukkan ke bahagian bawah penyerap. Kemudian ia melalui plat atau muncung yang terletak di tengah-tengah selongsong, di mana bahan cemar menetap. Muncung, dibasahi sepenuhnya dengan larutan amina, dipisahkan dengan pemanggang untuk pengedaran reagen yang seragam.

Selanjutnya, bahan bakar biru yang dibersihkan dari kotoran dihantar ke penggosok. Peranti ini boleh disambungkan dalam litar pemprosesan setelah penyerap atau terletak di bahagian atasnya.

Penyelesaian yang dihabiskan mengalir ke dinding penyerap dan dihantar ke ruang penyulingan - penari telanjang dengan dandang. Di sana, larutan disucikan dari bahan cemar yang diserap oleh wap yang dibebaskan dengan air mendidih untuk kembali ke pemasangan.

Dijana semula, iaitu menyingkirkan sebatian hidrogen sulfida, larutan mengalir ke penukar haba. Di dalamnya, cecair disejukkan semasa pemindahan haba ke bahagian seterusnya dari larutan yang tercemar, setelah itu ia dipam ke dalam peti sejuk oleh pam untuk penyejukan dan pemeluwapan wap sepenuhnya.

Larutan penyerap yang disejukkan kembali dimasukkan ke dalam penyerap. Jadi reagen beredar melalui pemasangan. Wapnya juga disejukkan dan dimurnikan dari kekotoran berasid, setelah itu mereka mengisi bekalan reagen.

Selalunya, skema pemurnian gas digunakan dengan monoethanolamine dan diethanolamine. Reagen ini memungkinkan untuk mengekstrak bukan hanya hidrogen sulfida, tetapi juga karbon dioksida dari komposisi bahan bakar biru

Sekiranya perlu dilakukan penyingkiran CO secara serentak dari gas yang diproses₂ dan H₂S, pembersihan dua peringkat dilakukan. Ini terdiri dalam penggunaan dua penyelesaian yang berbeza dalam kepekatan. Pilihan ini lebih menjimatkan daripada pembersihan satu peringkat.

Pertama, bahan bakar gas dibersihkan dengan komposisi yang kuat dengan kandungan reagen 25-35%. Kemudian gas tersebut dirawat dengan larutan berair yang lemah, di mana bahan aktifnya hanya 5-12%. Hasilnya, pembersihan kasar dan halus dilakukan dengan kadar aliran minimum larutan dan penggunaan rasional dari panas yang dihasilkan.

Empat pilihan rawatan alkonolamin

Alkanolamin atau alkohol amino adalah bahan yang mengandungi bukan sahaja kumpulan amina, tetapi juga kumpulan hidroksi.

Alat dan teknologi untuk membersihkan gas asli dengan alkanolamin berbeza terutamanya dalam kaedah penyediaan bahan penyerap. Selalunya, empat kaedah asas digunakan dalam pemurnian gas menggunakan jenis amina ini.

Cara pertama. Ini menentukan aliran larutan aktif dalam satu aliran dari atas. Keseluruhan jumlah penyerap dihantar ke plat atas pemasangan. Proses pembersihan berlaku pada latar belakang suhu tidak lebih tinggi daripada 40ºС.

Kaedah pembersihan paling mudah melibatkan penyediaan larutan aktif dalam satu aliran. Teknik ini digunakan sekiranya terdapat sedikit kekotoran dalam gas.

Teknik ini biasanya digunakan untuk pencemaran kecil dengan sebatian hidrogen sulfida dan karbon dioksida. Keseluruhan kesan haba untuk pengeluaran gas komersial dalam kes ini, sebagai peraturan, rendah.

Cara kedua. Pilihan pembersihan ini digunakan untuk sebatian hidrogen sulfida yang tinggi dalam bahan bakar gas.

Penyelesaian reaktif dalam kes ini dimasukkan dalam dua aliran. Yang pertama, dengan jumlah sekitar 65-75% dari jumlah jisim, dihantar ke tengah pemasangan, yang kedua dihantar dari atas.

Larutan amina mengalir ke bawah plat dan memenuhi aliran gas ke atas yang dipam ke plat bawah sistem penyerap. Sebelum disajikan, larutan dipanaskan hingga tidak lebih dari 40 ° C, tetapi semasa interaksi gas dengan amina, suhu meningkat dengan ketara.

Untuk mengelakkan kecekapan pembersihan jatuh kerana kenaikan suhu, lebihan haba dikeluarkan bersama dengan larutan habis yang jenuh dengan hidrogen sulfida. Dan di bahagian atas pemasangan, aliran disejukkan untuk mengekstrak sisa komponen berasid bersama dengan kondensat.

Kaedah kedua dan ketiga yang dinyatakan telah menentukan aliran larutan penyerap dalam dua aliran. Dalam kes pertama, reagen dibekalkan pada suhu yang sama; pada yang kedua, ia berbeza

Ini adalah kaedah ekonomi untuk mengurangkan penggunaan kedua-dua tenaga dan penyelesaian aktif. Pemanasan tambahan tidak dilakukan pada tahap mana pun. Dari segi intisari teknologi, ia adalah penyucian dua peringkat, yang memberikan peluang dengan kerugian paling sedikit untuk menyiapkan gas komersial untuk bekalan ke jalan raya.

Cara ketiga. Ia menganggap bekalan penyerap ke kilang pembersih dalam dua aliran dengan suhu yang berbeza. Kaedah ini digunakan sekiranya, selain hidrogen sulfida dan karbon dioksida, terdapat juga CS dalam gas mentah₂, dan COS.

Bahagian penyerap utama, kira-kira 70-75%, dipanaskan hingga 60-70 ° C, dan pecahan yang tinggal hanya hingga 40 ° C. Aliran dimasukkan ke dalam penyerap dengan cara yang sama seperti dalam kes yang dijelaskan di atas: dari atas dan di tengah.

Pembentukan zon dengan suhu tinggi memungkinkan untuk membuang kotoran organik dari jisim gas dengan cepat dan cekap di bahagian bawah ruang pembersih. Di bahagian atas, karbon dioksida dan hidrogen sulfida diendapkan dengan amina suhu standard.

Cara keempat. Teknologi ini menentukan bekalan larutan amina berair dalam dua aliran dengan tahap regenerasi yang berbeza. Maksudnya, satu dibekalkan tidak dimurnikan, mengandungi kemasukan hidrogen sulfida, yang kedua tanpa mereka.

Aliran pertama tidak boleh disebut tercemar sepenuhnya. Sebahagiannya hanya mengandungi komponen berasid, kerana sebahagiannya dikeluarkan semasa penyejukan hingga + 50º / + 60ºC di penukar haba. Aliran larutan ini diambil dari muncung penari bawah, disejukkan dan dihantar ke bahagian tengah lajur.

Dengan kandungan hidrogen sulfida dan komponen karbon yang signifikan dalam bahan bakar gas, pembersihan dilakukan dengan dua aliran larutan dengan tahap regenerasi yang berbeza

Hanya bahagian penyelesaian yang dipam ke bahagian atas pemasangan melalui pembersihan yang mendalam. Suhu aliran ini biasanya tidak melebihi 50 ° C. Pembersihan bahan api gas dilakukan dengan baik di sini. Reka bentuk ini mengurangkan kos sekurang-kurangnya 10% dengan mengurangkan penggunaan wap.

Jelas bahawa kaedah pembersihan dipilih berdasarkan kehadiran bahan pencemar organik dan kemungkinan ekonomi. Bagaimanapun, pelbagai teknologi membolehkan anda memilih pilihan terbaik. Di unit rawatan gas amina yang sama, tahap pemurnian dapat berubah-ubah, menghasilkan bahan bakar biru dengan yang tepat untuk bekerja dandang gas, ciri-ciri dapur, pemanas.

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik tersebut

Video berikut akan membiasakan anda dengan pengekstrakan hidrogen sulfida dari gas berkaitan yang diekstrak dengan minyak dari telaga minyak:

Pemasangan pemurnian bahan bakar biru dari hidrogen sulfida dengan pengeluaran unsur sulfur untuk pemprosesan selanjutnya akan menunjukkan video:

Pengarang video ini akan memberitahu anda tentang cara menyingkirkan biogas dari hidrogen sulfida di rumah.

Pilihan kaedah pemurnian gas terutama berorientasikan penyelesaian masalah tertentu. Artis mempunyai dua cara: mengikuti corak yang telah terbukti atau memilih sesuatu yang baru. Walau bagaimanapun, garis panduan utamanya adalah kelayakan ekonomi sambil mengekalkan kualiti dan memperoleh tahap pemprosesan yang diinginkan.