Erinevates proportsioonides sisalduvad väävliühendid sisalduvad põldudelt gaasijuhtmete kaudu tarbijale tarnimiseks eraldatud maagaasis. Kui te neist lahti ei saa, hävitavad agressiivsed ained torujuhtme, muudavad liitmikud kasutuskõlbmatuks. Lisaks eraldub saastunud sinise kütuse põletamisel toksiine.
Negatiivsete tagajärgede vältimiseks puhastatakse amiingaasi vesiniksulfiidist. See on lihtsaim ja odavaim viis kahjulike komponentide eraldamiseks põlevast mineraalist. Me räägime teile, kuidas kulgeb väävli lisandite eraldamise protsess, kuidas puhastusseade on paigutatud ja töötab.
Artikli sisu:
- Fossiilkütuste puhastamise eesmärk
- Olemasolevad meetodid vesiniksulfiidi eraldamiseks
- Kuidas tavaline paigaldus töötab
- Neli puhastusvõimalust alkonolamiinidega
- Järeldused ja kasulik video teemal
Fossiilkütuste puhastamise eesmärk
Gaas on kõige populaarsem kütus. See meelitab ligi kõige taskukohasema hinnaga ja kahjustab keskkonnaolukorda kõige vähem. Vaieldamatud eelised hõlmavad põlemisprotsessi juhtimise lihtsust ja võimalust tagada kõik kütusetöötluse etapid soojusenergia saamise käigus.
Looduslikku gaasilist fossiili aga puhtal kujul ei kaevandata, sest samaaegselt gaasi kaevandamisega kaevust pumbatakse sellega seotud orgaanilised ühendid välja. Kõige tavalisem neist on vesiniksulfiid, mille sisaldus varieerub sõltuvalt valdkonnast kümnendikust kümne protsendini või rohkem.
Pildigalerii
Foto:
Maagaas on kõige levinum ja laiemalt nõutud kütuseliik, mille populaarsus ei sõltu ainult hinna taskukohasusest
Enamik toiduainetööstuse majapidamispliite ja toiduvalmistamisseadmeid töötab põhigaasiga
Parim võimalus suurte tööstusettevõtete kütmiseks on gaas. See kahjustab looduskeskkonda kõige vähem, ei eralda tahma ja lahustumatuid põlemisprodukte
Gaasikatlaid kasutatakse kõige sagedamini sooja vee valmistamisel ja eramajade / korterite, väikeste ja keskmise suurusega ärihoonete, töökodade kütmisel.
Gaasi kasutatakse keemia- ja toiduainetööstuses vajaliku töökeskkonna temperatuuri saamiseks
Maagaas on vajalik tööstusgaaside saamiseks, mida seejärel kasutatakse keevitamisel, erinevate kütteseadmete toiteallikas
Põhigaasi kasutatakse väärtusliku toorainena paljude keemiliste ühendite tootmiseks, millest seejärel valmistatakse igasuguseid polümeeritooteid
Olenemata maagaasi kasutamise eesmärgist tuleb see enne torustikku tarnimist puhastada vesiniksulfiidist ja muudest orgaanilistest ühenditest.
Maagaas on kõige tavalisem kütus
Gaasi kasutamine toiduvalmistamisel
Gaasi kasutamine tööstusettevõtete kütmisel
Atmosfääri gaasikatelpõleti
Gaasi kasutamine tööstusprotsessides
Tööstuslike gaaside tootmine
Gaasi kasutamine toorainena keemiatööstuses
Gaasi transportimine gaasijuhtme kaudu
Vesiniksulfiid on mürgine, keskkonnale ohtlik ja kahjulik gaasitöötluses kasutatavatele katalüsaatoritele. Nagu me juba märkisime, on see orgaaniline ühend terastorude ja metallventiilide suhtes äärmiselt agressiivne.
Loomulikult söövitab erasüsteem ja peamine gaasijuhe, vesiniksulfiid põhjustab sinise kütuse lekkeid ja on sellega seoses äärmiselt negatiivne, riskantne olukord. Tarbija kaitsmiseks eemaldatakse tervisele kahjulikud ühendid gaaskütuse koostisest juba enne torujuhtmesse toimetamist.
Torude kaudu transporditava gaasi vesiniksulfiidühendite standardite kohaselt ei tohi see ületada 0,02 g / m³. Kuid tegelikult on neid palju rohkem. GOST 5542-2014 reguleeritud väärtuse saavutamiseks on vaja puhastada.
Olemasolevad meetodid vesiniksulfiidi eraldamiseks
Lisaks muude lisandite taustal valitsevale vesiniksulfiidile võib sinine kütus sisaldada ka muid kahjulikke ühendeid. Leiate sellest süsinikdioksiidi, kergeid merkaptaane ja süsiniksulfiidi. Kuid otseselt valitseb alati vesiniksulfiid.
Pildigalerii
Foto:
Orgaaniliste lisandite olemasolu maagaasis on terastorustike ja liitmike korrosiooni peamine põhjus. Selle tulemused on kahetsusväärsed
Rooste väljanägemise tõttu muutuvad gaasitoru seinad õhemaks. Selle tulemusena kaob tihedus. Gaasilekked toovad parimal juhul kaasa kulud, halvemal juhul plahvatused ja mürgistused
Torustikus ilmuv rooste levib kiiresti sulgventiilidele. Roostes kraanid ja ventiilid ei saa ohtlikus olukorras ega parandamiseks sulgeda
Rooste tõttu ilmub torude sisse reljeef, võib tekkida isegi trassi osaline kattumine. Eespool nimetatud negatiivse tulemuse võib põhjustada plahvatus, mille üheks põhjuseks on sageli gaasisüsteemi rõhu ebastabiilsus.
Korrosioon gaasitoru sees
Gaasijuhtme tiheduse kaotus
Gaasijuhtme terasest liitmike roostetamine
Gaasi plahvatus ebastabiilse rõhu tõttu
Tuleb märkida, et puhastatud gaaskütuses on lubatud väävliühendite teatud tähtsusetu sisaldus. Hälbe konkreetne näitaja sõltub gaasi tootmise eesmärkidest. Näiteks etüleenoksiidi tootmiseks peab väävlisisaldus olema alla 0,0001 mg / m³.
Puhastusmeetod valitakse nõutava tulemuse põhjal.
Kõik olemasolevad meetodid on jagatud kahte rühma:
- Sorptsioon. Need koosnevad vesiniksulfiidühendite absorbeerimisest tahke (adsorptsioon) või vedela (absorptsiooni) reaktiivi abil, millele järgneb väävli või selle derivaatide eraldumine. Pärast seda gaasist eralduvad kahjulikud lisandid kõrvaldatakse või võetakse ringlusse.
- Katalüütiline. Need koosnevad vesiniksulfiidi oksüdeerimisest või redutseerimisest koos selle muundamisega elementaarseks väävliks. Protsess viiakse läbi katalüsaatorite - ainete, mis stimuleerivad keemilise reaktsiooni kulgu - juuresolekul.
Adsorptsioon hõlmab vesiniksulfiidi kogumist, kontsentreerides selle tahke aine pinnale. Kõige sagedamini kasutatakse adsorptsiooniprotsessis granuleeritud materjale, mis põhinevad aktiivsöel või raudoksiidil. Teradele iseloomulik suur pind maksimeerib väävlimolekulide säilimist.
Kõik sinise kütuse puhastamise meetodid on jagatud sorptsiooniks ja katalüütiliseks. Puhastusseadmed on keskendunud konkreetse tehnoloogia tööpõhimõttele. Siiski on paigaldisi, milles kombineeritakse mitmeid meetodeid, mille tõttu viiakse läbi kompleksne puhastus.
Neeldumistehnoloogia erineb selle poolest, et gaasilised vesiniksulfiidi lisandid lahustatakse aktiivses vedelas aines. Selle tulemusena lähevad gaasilised saasteained vedelasse faasi. Seejärel eemaldatakse eraldatud kahjulikud komponendid ribade eemaldamisega, vastasel juhul desorptsiooniga, sel viisil eemaldatakse need reaktiivsest vedelikust.
Hoolimata asjaolust, et adsorptsioonitehnoloogia viitab "kuivadele protsessidele" ja võimaldab teil toota sinise kütuse peent puhastamist kasutatakse maagaasist reostuse eemaldamisel sagedamini imendumist. Vesiniksulfiidühendite kogumine ja kõrvaldamine vedelike absorbeerijate abil on tulusam ja otstarbekam.
Kõige populaarsem adsorberitüüp on aktiivsüsi, mida kasutatakse kapslite või terade kujul. Iga elemendi pind "neelab" vesiniksulfiidi ja muid orgaanilisi lisandeid
Gaasi puhastamisel kasutatavad neeldumismeetodid on jagatud kolme rühma:
- Keemiline. Nende tootmisel kasutatakse lahusteid, mis reageerivad vabalt happeliste vesiniksulfiidsaasteainetega. Keemilistest sorbentidest on kõrgeim neeldumisvõime etanoolamiinidel või alkanolamiinidel.
- Füüsiline. Neid teostatakse gaasilise vesiniksulfiidi füüsikalisel lahustamisel vedelas absorbeerijas. Veelgi enam, mida suurem on gaasilise saasteaine osarõhk, seda kiiremini toimub lahustumisprotsess. Absorberina kasutatakse metanooli, propüleenkarbonaati jne.
- Kombineeritud. Vesiniksulfiidi ekstraheerimise segatud versioonis on mõlemad tehnoloogiad kaasatud. Põhitöö tehakse imendumise teel ja peent lisatöötlust adsorbentidega.
Pool sajandit on fossiilkütuste kaevandamise ja eemaldamise kõige nõutum ja populaarseim tehnoloogia vesiniksulfiid ja süsihape on keemiline gaasipuhastus amiinisorbendi abil, mida kasutatakse vesilahuse kujul lahendus.
Loodusliku kütuse puhastamise absorbtsioonimeetodid põhinevad tahkete ja vedelate ainete võimetel reageerivad vesiniksulfiidi ja muude orgaaniliste lisanditega, vabastades need koostisest gaasi
Amiinitehnoloogia on sobivam suurte gaasikoguste käitlemiseks, kuna:
- Puudujäägi puudumine. Reagendid saab alati osta puhastamiseks vajalikus koguses.
- Vastuvõetavus. Amiinid on väga imavad. Kõigist kasutatud ainetest on ainult need võimelised gaasist eemaldama 99,9% vesiniksulfiidi.
- Prioriteetsed omadused. Amiini vesilahuseid eristab maksimaalne vastuvõetav viskoossus, aurutihedus, termiline ja keemiline stabiilsus ning madal soojusmahtuvus. Nende omadused tagavad parima võimaliku imendumisprotsessi.
- Reaktiivsete ainete toksilisus puudub. See on oluline argument, mis veenab inimesi kasutama amiinimeetodit.
- Selektiivsus. Valikuliseks imendumiseks vajalik kvaliteet. See võimaldab vajalikke reaktsioone läbi viia järjestikku optimaalse tulemuse saavutamiseks vajalikus järjekorras.
Vesiniksulfiidist ja süsinikdioksiidist gaaside puhastamisel kasutatavates keemilistes meetodites kasutatavate etanoolamiinide hulka kuuluvad monoetanoolamiinid (MEA), dietanoolamiinid (DEA), trietanoolamiinid (TEA). Lisaks eemaldatakse gaasist ja H-st eesliitega mono- ja di-ained2S ja CO2. Kuid kolmas võimalus aitab eemaldada ainult vesiniksulfiidi.
Sinise kütuse valikulisel puhastamisel kasutatakse metüüldietanoolamiini (MDEA), diglükolamiini (DHA), diisopropanolamiine (DIPA). Selektiivseid absorbente kasutatakse peamiselt välismaal.
Loomulikult ideaalsed absorbendid, mis vastavad kõikidele puhastusnõuetele enne süsteemi tarnimist gaasiküte ja muude seadmete pakkumist pole veel olemas. Igal lahustil on oma plussid ja miinused. Reaktiivset ainet valides määravad nad paljude pakutud ainete hulgast lihtsalt kõige sobivama.
Kuidas tavaline paigaldus töötab
Maksimaalne neeldumisvõime H suhtes2S -i iseloomustab monoetanoolamiini lahus. Sellel reagendil on aga paar olulist puudust. Seda eristab üsna kõrge rõhk ja võime luua amiingaaside puhastusseadme töötamise ajal süsiniksulfiidiga pöördumatuid ühendeid.
Esimene puudus kõrvaldatakse loputamisega, mille tagajärjel imendub amiini aur osaliselt. Teist kohtab harva maagaaside töötlemise ajal.
Pildigalerii
Foto:
Vesiniksulfiidi ja sellega seotud orgaaniliste komponentide ekstraheerimine looduslikest fossiilkütustest toimub neeldumisjaamades
Paigaldisi saab ehitada põllu lähedusse, paigaldada marsruudile või gaasitöötlemistehase sissepääsu ette. Igal juhul puhastatakse enne gaasilise kütuse tarnimist tarbijale.
Gaasipuhastusmeetmeid ja kasutatavaid seadmeid täiustatakse pidevalt. Kui varem kasutati loodusliku gaasisegu koostisest eraldatud väävlit lihtsalt ära, siis nüüd säilitatakse ja saadetakse väävelhappe, paberi, süsinikdioksiidi, kuiva jää, kummi jm tootmiseks teine
Absorberi puhastamine pole odav. See suurendab oluliselt töödeldud kütuse maksumust. Kuid amiini lahuse mitmekordne kasutamine paigalduses võimaldab teil kulusid vähendada.
Absorptsioonitehas vesiniksulfiidi eraldamiseks gaasist
Puhastusseadmete kompleks maanteel
Täiustatud gaasitöötluskompleksid
Maagaasi puhastusseadmete torujuhe
Monoetanoolamiini vesilahuse kontsentratsioon valitakse empiiriliselt, läbi viidud uuringute põhjal võetakse see teatud välja gaasi puhastamiseks. Reaktiivi protsendi valimisel võetakse arvesse selle võimet taluda vesiniksulfiidi agressiivset mõju süsteemi metallosadele.
Tüüpiline absorbendi sisaldus on tavaliselt vahemikus 15 kuni 20%. Sageli juhtub aga, et kontsentratsiooni suurendatakse 30% -ni või vähendatakse 10% -ni, sõltuvalt sellest, kui kõrge peaks olema puhastusaste. Need. millisel eesmärgil, kuumutamisel või polümeerühendite tootmisel kasutatakse gaasi.
Pange tähele, et amiinühendite kontsentratsiooni suurenemine vähendab vesiniksulfiidi söövitavat potentsiaali. Kuid tuleb arvestada, et sel juhul suureneb reaktiivi tarbimine. Järelikult tõuseb töödeldud kaubandusliku gaasi maksumus.
Puhastusseadme põhiüksus on ketta või pakendatud versiooni absorbeerija. See on vertikaalselt orienteeritud seade, mis näeb välja nagu katseklaas, mille sees on düüsid või plaadid. Selle alumises osas on sisselaskeava toorgaasisegu tarnimiseks, ülemises osas on väljalaskeava puhastusseadmele.
Kui käitises puhastatav gaas on rõhu all, mis on piisav reaktiivi läbimiseks soojusvahetisse ja seejärel eemalduskolonni, toimub protsess ilma pumba osaluseta. Kui rõhust ei piisa protsessi vooluks, stimuleeritakse väljavoolu pumpamise tehnoloogia abil.
Pärast sisselaske eraldaja läbimist süstitakse gaasivool absorberi alumisse sektsiooni. Seejärel läbib see keha keskel asuvaid salve või düüse, millele saasteained settivad. Pihustid, mis on täielikult niisutatud amiinilahusega, on eraldatud restidega, et reagent ühtlaselt jaotuda.
Seejärel saadetakse saastumisest puhastatud sinine kütus puhastusseadmesse. Selle seadme saab ühendada ringlussevõtuahelasse pärast neelajat või asetada selle ülemisse ossa.
Kasutatud lahus voolab alla neelaja seinu ja saadetakse eemalduskolonni - katlaga eemaldaja. Seal puhastatakse lahus imendunud saasteainetest keeva vee käigus eralduvate aurude abil, et naasta seadmesse.
Regenereeritud, s.t. vabanedes vesiniksulfiidühenditest, voolab lahus soojusvahetisse. Selles jahutatakse vedelik soojuse ülekandmisel saastunud lahuse järgmisele osale, seejärel pumbatakse see pumba abil külmikusse auru täielikuks jahutamiseks ja kondenseerimiseks.
Jahutatud absorbeeriv lahus suunatakse tagasi absorberisse. Nii ringleb reaktiiv läbi paigaldise. Selle aurud jahutatakse ja puhastatakse ka happelistest lisanditest, misjärel nad täiendavad reaktiivivarusid.
Kõige sagedamini kasutatakse gaasipuhastusskeeme koos monoetanoolamiini ja dietanoolamiiniga. Need reaktiivid võimaldavad sinisest kütusest mitte ainult vesiniksulfiidi, vaid ka süsinikdioksiidi eraldada.
Kui on vaja töödeldud gaasist samaaegselt eemaldada CO2 ja H2S, teostatakse kaheastmeline puhastus. See koosneb kahe erineva kontsentratsiooniga lahuse kasutamisest. See valik on ökonoomsem kui üheastmeline puhastus.
Esiteks puhastatakse gaaskütust tugeva koostisega, mille reaktiivisisaldus on 25-35%. Seejärel töödeldakse gaasi nõrga vesilahusega, milles toimeainet on ainult 5-12%. Selle tulemusena viiakse nii jäme- kui ka peenpuhastus läbi minimaalse lahuse tarbimise ja tekkiva soojuse mõistliku kasutamisega.
Neli puhastusvõimalust alkonolamiinidega
Alkonolamiinid või aminoalkoholid on ained, mis sisaldavad mitte ainult amiinrühma, vaid ka hüdroksürühma.
Maagaasi alkanolamiinidega puhastamiseks mõeldud rajatiste ja tehnoloogiate konstruktsioon erineb peamiselt neelava ainega varustamise meetodi poolest. Seda tüüpi amiini kasutades kasutatakse gaasi puhastamisel kõige sagedamini nelja peamist meetodit.
Esimene viis. See määrab aktiivse lahuse tarnimise ülalt ühe voona. Kogu absorbenti maht suunatakse paigaldise ülemisele alusele. Puhastusprotsess toimub temperatuuril, mis ei ületa 40 ° C.
Lihtsaim puhastusmeetod hõlmab aktiivse lahuse söötmist ühes voos. Seda tehnikat kasutatakse juhul, kui gaasis on väike kogus lisandeid.
Seda tehnikat kasutatakse tavaliselt valguse saastamiseks vesiniksulfiidühendite ja süsinikdioksiidiga. Sellisel juhul on kaubandusliku gaasi tootmise üldine soojusmõju reeglina madal.
Teine viis. Seda töötlemisvõimalust kasutatakse juhul, kui gaaskütustes on palju vesiniksulfiidühendeid.
Sellisel juhul juhitakse reaktiivne lahus kahte voolu. Esimene, mille maht on umbes 65-75% kogumassist, saadetakse paigaldise keskele, teine tarnitakse ülevalt.
Amiinilahus voolab alustest alla ja vastab tõusvatele gaasivooludele, mis pumbatakse neeldumisseadme alumisse salve. Enne serveerimist kuumutatakse lahus temperatuurini mitte üle 40 ° C, kuid gaasi interaktsiooni ajal amiiniga tõuseb temperatuur märkimisväärselt.
Et vältida puhastustõhususe langust temperatuuri tõusu tõttu, eemaldatakse liigne kuumus koos vesiniksulfiidiga küllastunud jäätmelahusega. Seadme ülaosas jahutatakse voolu, et eraldada happeliste komponentide jäägid koos kondensaadiga.
Kirjeldatud meetodite teine ja kolmas määrab ette neeldumislahuse tarnimise kahes voos. Esimesel juhul tarnitakse reaktiivi samal temperatuuril, teisel - erineval
See on ökonoomne viis nii energia kui ka aktiivlahuse tarbimise vähendamiseks. Lisakütet ei tehta ühelgi etapil. Tehnoloogiliselt on see kahetasandiline puhastus, mis võimaldab valmistada kaubanduslikku gaasi põhiliinile tarnimiseks väikseima kahjumiga.
Kolmas viis. See hõlmab absorberi tarnimist puhastusseadmesse kahes erineva temperatuuriga voos. Seda tehnikat kasutatakse juhul, kui toorgaasis on lisaks vesiniksulfiidile ja süsinikdioksiidile ka CS2ja COS.
Neelduri valdav osa, ligikaudu 70–75%, soojeneb kuni 60–70 ° C ja ülejäänud osa ainult kuni 40 ° C. Vood tarnitakse neeldurile samamoodi nagu ülalkirjeldatud juhul: ülevalt ja keskelt.
Kõrge temperatuuriga tsooni moodustamine võimaldab kiiresti ja tõhusalt eemaldada orgaanilised saasteained puhastuskolonni põhjas olevast gaasimassist. Ülaosas sadestatakse süsinikdioksiid ja vesiniksulfiid standardtemperatuuriga amiiniga.
Neljas viis. See tehnoloogia määrab ette amiini vesilahuse tarnimise kahes erineva regenereerimisastmega voos. See tähendab, et üks tarnitakse rafineerimata, sisaldades vesiniksulfiidi lisandeid, teine ilma nendeta.
Esimest voogu ei saa nimetada täielikult saastatuks. See sisaldab ainult osaliselt happelisi komponente, sest osa neist eemaldatakse soojusvahetis jahutamisel temperatuurini + 50 ° / + 60 ° C. See lahusevoog võetakse eemaldaja põhjast, jahutatakse ja suunatakse kolonni keskele.
Kui gaaskütuses on märkimisväärne vesiniksulfiidi ja süsinikdioksiidi komponentide sisaldus, puhastatakse kahe erineva regeneratsiooniastmega lahusvooga
Ainult see osa lahusest, mis pumbatakse paigaldise ülemisse sektorisse, läbib põhjaliku puhastuse. Selle voolu temperatuur ei ületa tavaliselt 50 ° C. Siin tehakse gaaskütuste peent puhastust. See skeem võimaldab auru tarbimist vähendades vähendada kulusid vähemalt 10%.
On selge, et puhastusmeetod valitakse orgaaniliste saasteainete olemasolu ja majandusliku teostatavuse põhjal. Igal juhul võimaldab tehnoloogia mitmekesisus valida parima võimaluse. Samas amiingaasi töötlemisseadmes saab puhastusastet varieerida, saades vajaliku sinise kütuse gaasikatlad, ahjud, küttekehad omadused.
Järeldused ja kasulik video teemal
Järgmine video tutvustab teile vesiniksulfiidi ekstraheerimise spetsiifikat naftakaevust koos õliga toodetud gaasist:
Videol esitatakse seadeldis sinise kütuse puhastamiseks vesiniksulfiidist koos elementaarse väävli tootmisega edasiseks töötlemiseks.
Selle video autor ütleb teile, kuidas kodus biogaasist vesiniksulfiidist lahti saada:
Gaasipuhastusmeetodi valik keskendub eelkõige konkreetse probleemi lahendamisele. Kunstnikul on kaks võimalust: järgida tõestatud skeemi või eelistada midagi uut. Peamine suunis peaks siiski olema majanduslik otstarbekus, säilitades samal ajal kvaliteedi ja saavutades soovitud töötlemisastme.
