Прочишћавање аминског гаса из хидроген сулфида: принцип, ефикасне опције и шеме уградње

Природни гас произведен из поља за испоруку потрошачу цевоводима садржи сумпорна једињења у различитим пропорцијама. Ако се не елиминишу, агресивне материје ће уништити цевовод и учинити фитинге неупотребљивим. Поред тога, токсини се ослобађају сагоревањем загађеног плавог горива.

Да би се избегле негативне последице, врши се пречишћавање аминског гаса од водоник-сулфида. То је најлакши и најјефтинији начин одвајања штетних састојака од фосилних горива. Рећи ћемо вам како се одвија процес раздвајања сумпорних инклузија, како је уређено постројење за пречишћавање.

Сврха третмана фосилним горивом

Плин је најпопуларнија врста горива. Привлачи најповољнију цијену и наноси најмање штете околишу. Неоспорне предности укључују једноставност управљања процесом сагоревања и способност да се обезбеде све фазе прераде горива у процесу добијања топлотне енергије.

Међутим, природни гасовити фосил се не извлачи у свом чистом облику, јер истовремено са екстракцијом гаса из бунара, испарују се повезана органска једињења. Најчешћи од њих је водоник сулфид, чији садржај варира од десетине до десет или више процената, зависно од поља.

Водоник-сулфид је токсичан, штетан за животну средину, штетан за катализаторе који се користе у преради гаса. Као што смо већ напоменули, ово органско једињење је изузетно агресивно у односу на челичне цеви и металне вентиле.

Наравно, кородира приватни систем и гасовод, водоник сулфид доводи до цурења плавог горива и крајње негативних, ризичних ситуација повезаних са овом чињеницом. Да би се заштитили потрошачи, нездрава једињења су уклоњена из састава гасовитог горива пре него што се доведу на аутопут.

Према стандардима једињења водоник сулфида, гас који се транспортује кроз цеви не може прећи 0,02 г / м³. Међутим, у ствари постоји много више. Да би се постигла вредност регулисана ГОСТ 5542-2014, потребно је чишћење.

Постојеће методе за одвајање водоник сулфида

Поред водоник сулфида који превладава над другим нечистоћама, у штетном гориву могу бити садржана и друга штетна једињења. У њему се могу наћи угљен диоксид, лаки меркаптани и угљен сулфид. Али сам водоник сулфид увек преовлађује.

Вриједно је напоменути да је неки незнатан садржај сумпорних једињења у прочишћеном гасовитом гориву прихватљив. Специфична вредност толеранције зависи од сврхе за коју се производи гас. На пример, за производњу етилен оксида укупни садржај сумпора треба да буде мањи од 0,0001 мг / м³.

Изабран је начин чишћења, фокусирајући се на жељени резултат.

Све постојеће методе подељене су у две групе:

• Сорпција. Они се састоје у апсорпцији једињења водоник сулфида чврстим (адсорпционим) или течним (апсорпционим) реагенсом са наредним ослобађањем сумпора или његових деривата. Након тога, штетне нечистоће извучене из састава гаса одлажу се или рециклирају.
• Каталитички. Састоји се у оксидацији или редукцији водоник сулфида са његовом претварањем у елементарни сумпор.Процес се спроводи у присуству катализатора - супстанци које подстичу ток хемијске реакције.

Адсорпција подразумева сакупљање водоник сулфида концентрацијом на површини чврстог материјала. Најчешће су у процесу адсорпције укључени гранулирани материјали на бази активног угља или гвожђе-оксида. Велика специфична површинска карактеристика зрна доприноси максималном задржавању молекула сумпора.

Све методе пречишћавања плавог горива деле се на сорпцијске и каталитичке. Опрема за чишћење оријентисана је на принцип рада одређене технологије. Међутим, постоје инсталације у којима се комбинира више метода, због којих се обавља сложено чишћење

Технологија апсорпције је окарактерисана по томе што су гасовите нечистоће водоник сулфида растворене у активној течној супстанци. Као резултат тога, гасовити контаминанти прелазе у течну фазу. Потом се одабране штетне компоненте уклањају испаравањем, иначе десорпцијом, овом методом уклањају се из реактивне течности.

Упркос чињеници да адсорпциона технологија припада „сувим процесима“ и омогућава фино прочишћавање плавог горива, апсорпција се најчешће користи за уклањање нечистоћа из природног гаса. Сакупљање и уклањање једињења водоник сулфида помоћу течних апсорбера је исплативије и погодније.

Најпопуларнија врста адсорбера је активни угљен, који се користи у облику капсула или зрна. Површина сваког елемента „апсорбује“ водоник сулфид и остале органске нечистоће

Методе апсорпције коришћене за пречишћавање гаса подељене су у следеће три групе:

• Хемијска. Производи се употребом растварача који слободно реагују са киселим загађивачима водоник сулфидом. Етаноламини или алканоламини имају највећи апсорпциони капацитет међу хемијским сорбентима.
• Физички. Изводи се физичким растварањем гасовитог хидроген сулфида у течном апсорберу. Штавише, већи је парцијални притисак гасовитог загађивача, бржи је процес растварања. Метанол, пропилен карбонат итд. Се овде користе као апсорбер.
• Комбиновано. У мешовитој верзији екстракције водоник-сулфида, укључене су обе технологије. Главни рад се врши апсорпцијом, а фини терцијарни третман се врши адсорбенси.

Већ пола века најпопуларнија и најпопуларнија технологија за екстракцију и уклањање водоник-сулфида и угљеничне киселине из природних горива је хемијско пречишћавање гаса помоћу аминског сорбента који се користи у облику воденог раствора.

Сорпционе методе за чишћење природних горива заснивају се на способности чврстих и течних супстанци да реагују са водоник сулфидом и другим органским нечистоћама, раздвајајући их од гаса

Аминска технологија је погоднија за обраду великих количина гаса, јер:

• Недостатак дефицита. Реагенти се увијек могу купити у количини потребној за чишћење.
• Прихватљива апсорпција. За амине је карактеристичан висок апсорпциони капацитет. Од свих коришћених материја само оне могу уклонити 99,9% водоник сулфида из гаса.
• Карактеристике приоритета. Водени раствори амина одликују се најприхватљивијом вискозношћу, густином паре, термичком и хемијском стабилношћу, ниским топлотним капацитетом. Њихове карактеристике омогућавају најбољи ток процеса апсорпције.
• Нема токсичности реактивних супстанци. Ово је важан аргумент убедљив да се прибегне посебно аминој методи.
• Селективност. Квалитет потребан за селективну апсорпцију. Омогућава могућност секвенцијалног провођења потребних реакција редоследом који је потребан за оптималан резултат.

Етаноламини који се користе у спровођењу хемијских метода за чишћење гаса од водоник-сулфида и угљен-диоксида укључују моноетаноламине (МЕА), диетаноламине (ДЕА), триетаноламине (ТЕА). Штавише, супстанце са префиксима моно- и ди- елиминирају се из гаса и Х₂С и ЦО₂. Али трећа опција помаже уклањање само водоник-сулфида.

Приликом селективног чишћења плавог горива користе се метилдетаноламини (МДЕА), дигликоламини (ДХА) и диизопропаноламини (ДИПА). Селективни упијачи се углавном користе у иностранству.

Наравно, идеални упијачи који испуњавају све захтеве за чишћење пре испоруке у систем. грејање на гас а снабдевање осталом опремом још увек не постоји. Сваки растварач има неке предности, заједно са минусима. Када бирају реактивну супстанцу, они једноставно одређују најприкладније од предложених серија.

Типичан принцип инсталације

Максимална апсорпција у односу на Х₂С карактерише раствор моноетаноламина. Међутим, овај реагенс има неколико значајних недостатака. Карактерише га прилично висок притисак и способност стварања неповратних једињења угљен-моноксидом током рада јединице за пречишћавање аминских гасова.

Први минус се елиминише испирањем, услед чега се аминска пара делимично апсорбује. Други је редак у преради пољских гасова.

Концентрација воденог раствора моноетаноламина се бира емпиријски, на основу изведених студија узима се за пречишћавање гаса из одређеног поља. Избор процента реагенса узима у обзир његову способност да издржи агресивне ефекте водоник сулфида на металне компоненте система.

Стандардни садржај упијања је обично у опсегу од 15 до 20%. Међутим, често се дешава да се концентрација повећа на 30% или смањи на 10%, зависно од високог степена прочишћавања. И.е. у које сврхе, за загревање или производњу полимерних једињења, користиће се гас.

Имајте на уму да са повећањем концентрације аминских једињења корозивност водоник сулфида опада. Али морамо узети у обзир да се у овом случају повећава потрошња реагенса. Сходно томе, повећава се цена пречишћеног комерцијалног гаса.

Главна јединица постројења за пречишћавање је апсорбер плоче или монтиране сорте. Ово је вертикално оријентисана, која спољно подсећа на епрувету, апарат са млазницама или плочама смјештеним унутра. У његовом доњем делу је улаз за довод необрађене гасне смеше, а на врху се налази излаз за прочишћавање.

Ако је гас који се чисти у инсталацији под довољним притиском да реагенс пређе у измењивач топлоте, а затим у колону за дестилацију, процес се одвија без учешћа пумпе. Ако притисак није довољан за процес, одлив се стимулише техником пумпања

Проток гаса након проласка кроз улазни сепаратор пумпа се у доњи део апсорбера. Затим пролази кроз плоче или млазнице које се налазе на средини кућишта, на којима се слежу контаминанти. Млазнице, потпуно навлажене раствором амина, раздвајају се решеткама за једнолику расподелу реагенса.

Надаље, плаво гориво очишћено од нечистоћа шаље се у уређај за прочишћавање. Овај уређај може да се прикључи у процесни круг после апсорбера или се налази у његовом горњем делу.

Потрошени раствор тече низ зидове апсорбера и шаље се у дестилациону колону - скидач са бојлером. Тамо се раствор прочишћава од апсорбираних нечистоћа испаравањем врелом водом да би се вратили у инсталацију.

Регенерирано, тј. ослобађајући се водоник сулфидних једињења, раствор се улива у измењивач топлоте. У њему се течност хлади током преноса топлоте на следећи део контаминиране растворе, након чега се пумпа пумпа у фрижидер за потпуно хлађење и кондензацију паре.

Охлађени упијајући раствор се поново доводи у апсорбер. Дакле, реагенс циркулише кроз инсталацију. Његове паре се такође хладе и пречишћавају од киселих нечистоћа, након чега надопуњују снабдевање реагентом.

Најчешће се користе схеме за пречишћавање гасова са моноетаноламином и диетаноламином. Ови реагенси омогућавају извлачење не само водоник-сулфида, већ и угљен-диоксида из састава плавог горива

Ако је потребно извршити истовремено уклањање ЦО из прерађеног гаса₂ и Х₂С, врши се двостепено чишћење. Састоји се у употреби два раствора која се разликују у концентрацији. Ова опција је економичнија од чишћења у једном кораку.

Прво, гасовито гориво се чисти јаким саставом са садржајем реагенса од 25-35%. Затим се гас обрађује са слабом воденом раствором, у којој је активна супстанца само 5-12%. Као резултат, обављено је и грубо и фино чишћење са минималним протоком раствора и рационалном употребом произведене топлоте.

Четири опције лечења алконоламином

Алканоламини или амино алкохоли су супстанце које садрже не само аминску групу, већ и хидрокси групу.

Уређаји и технологија за прочишћавање природног гаса алканоламинима углавном се разликују у начину снабдевања упијајуће материје. Најчешће се код пречишћавања гаса користе четири основне методе коришћењем ове врсте амина.

Први начин. Одређује проток активног раствора у једном току одозго. Читава количина апсорбанта се шаље на горњу плочу инсталације. Процес чишћења одвија се на позадини температуре која није виша од 40ºС.

Најједноставнија метода чишћења укључује снабдевање активног раствора у једном току. Ова техника се користи ако постоји мала количина нечистоће у гасу.

Ова техника се обично користи за мању контаминацију једињењем водоник-сулфида и угљен-диоксидом. Укупни топлотни ефекат за производњу комерцијалног гаса у овом случају је по правилу мали.

Други начин. Ова опција чишћења користи се за велике нивое једињења водоник-сулфида у гасовитим горивима.

Реактивни раствор се у овом случају доводи у два тока. Први, са запремином од око 65-75% укупне масе, шаље се у средину инсталације, други се испоручује одозго.

Отопина амина тече низ тањире и наилази на узлазне токове гаса који се пумпају на доњу плочу упијајућег система. Пре сервирања, раствор се загрева на не више од 40 ° Ц, али током интеракције гаса и амина температура се значајно повећава.

Да би се спречило да ефикасност чишћења падне због повећања температуре, вишак топлоте се уклања заједно са потрошеним раствором засићеним хидроген сулфидом. А на врху инсталације, струја се хлади како би се извукао заостали кисели састојак заједно са кондензатом.

Друга и трећа описаних метода предодређују проток упијајућег раствора у два тока. У првом случају се реагенс испоручује на истој температури, у другом се разликује

Ово је економичан начин за смањење потрошње енергије и активног решења. Додатно грејање се не врши ни у једној фази. У смислу технолошке суштине, то је двостепено пречишћавање, које пружа могућност са најмање губитка за припрему комерцијалног гаса за снабдевање аутопутем.

Трећи начин. Претпоставља се снабдевање апсорбера у постројењу за чишћење у два тока различитих температура. Метода се примењује ако поред сумпороводика и угљен диоксида, у сировом гасу постоји и ЦС₂и ЦОС.

Претежни део апсорбера, отприлике 70-75%, загрева се на 60-70 ° Ц, а преостали део само до 40 ° Ц. Протицаји се доводе у апсорбер на исти начин као у горе описаном случају: одозго и у средини.

Формирање зоне са високом температуром омогућава брзо и ефикасно уклањање органских нечистоћа из гасне масе на дну колоне за чишћење. На врху се исталожи угљен диоксид и водоник сулфид са амином стандардне температуре.

Четврти начин. Ова технологија одређује снабдевање воденим раствором амина у два тока са различитим степеном регенерације. Односно, један се испоручује нерафиниран, садржи инкорпорције водоник-сулфида, а други без њих.

Први ток се не може назвати потпуно загађеним. Само делимично садржи киселе компоненте јер се неке од њих уклањају током хлађења до + 50º / + 60ºЦ у измењивачу топлоте. Овај ток раствора узима се из доње млазнице стриптизете, хлади и шаље у средњи део колоне.

Са значајним садржајем сумпороводика и компонената угљеника у гасовитим горивима, чишћење се врши са два тока раствора различитог степена регенерације.

Кроз дубинско чишћење пролази само онај део раствора који се пумпа у горњи сектор инсталације. Температура овог тока обично не прелази 50 ° Ц. Овде се врши фино чишћење гасовитих горива. Овај дизајн смањује трошкове за најмање 10% смањујући потрошњу паре.

Јасно је да се метода чишћења бира на основу присуства органских загађивача и економске изводљивости. У сваком случају, различите технологије омогућавају вам да одаберете најбољу опцију. На истој јединици за прераду аминског гаса, степен прочишћавања може бити различит, стварајући плаво гориво са одговарајућим за рад гасни котлови, карактеристике пећи, грејача.

Закључци и корисни видео о овој теми

Следећи видео ће вас упознати са специфичностима вађења водоник-сулфида из припадајућег гаса екстракованог уљем из нафтног бунара:

Инсталација за пречишћавање плавог горива од водоник-сулфида уз производњу елементарног сумпора за даљу обраду представиће видео:

Аутор овог видеа ће вам рећи о томе како да се ослободите биоплина из водоник-сулфида код куће.

Избор методе пречишћавања гаса првенствено је оријентисан ка решавању одређеног проблема. Уметник има два начина: да следи доказани образац или да преферира нешто ново. Међутим, главна смјерница и даље треба да буде економска изводљивост уз одржавање квалитета и постизање жељеног степена прераде.