Különböző arányú kénvegyületeket tartalmaz a földekből kitermelt földgáz, amelyet csővezetékeken keresztül kell a fogyasztóhoz szállítani. Ha nem szabadul meg tőlük, az agresszív anyagok tönkreteszik a csővezetéket, használhatatlanná teszik a szerelvényeket. Ezenkívül a szennyezett kék üzemanyag elégetése során toxinok szabadulnak fel.
A negatív következmények elkerülése érdekében hidrogén -szulfidból amingázt tisztítanak. Ez a legegyszerűbb és legolcsóbb módszer a káros alkatrészek elválasztására az éghető ásványtól. Elmondjuk, hogyan zajlik a kén zárványok szétválasztásának folyamata, hogyan áll a tisztítóegység és hogyan működik.
A cikk tartalma:
- A fosszilis tüzelőanyagok tisztításának célja
- Meglévő módszerek a hidrogén -szulfid elválasztására
- Hogyan működik egy tipikus telepítés
- Négy tisztítási lehetőség alkonolaminokkal
- Következtetések és hasznos videó a témában
A fosszilis tüzelőanyagok tisztításának célja
A gáz a legnépszerűbb üzemanyag. A legkedvezőbb áron vonz, és a legkevesebb kárt okoz a környezeti helyzetben. A vitathatatlan előnyök közé tartozik az égési folyamat egyszerű irányítása és az üzemanyag -feldolgozás minden szakaszának biztosítása a hőenergia megszerzése során.
A természetes gázhalmazállapotú fosszíliákat azonban nem bányásszák tiszta formájában, mert a kútból történő gázkivonással egyidejűleg a kapcsolódó szerves vegyületek kiszivattyúzódnak. A leggyakoribb közülük a hidrogén -szulfid, amelynek tartalma tizedtől tíz százalékig, vagy ennél is több, a mezőtől függően.
Képgaléria
Fotó innen:
A földgáz a legelterjedtebb és legszélesebb körben keresett üzemanyag, amelynek népszerűsége nemcsak az ár megfizethetőségén alapul
A legtöbb háztartási tűzhely és főzőegység az élelmiszeriparban főgázzal működik
A nagyméretű ipari vállalkozások fűtésére a legjobb megoldás a gáz. A legkevesebb kárt okoz a természetes környezetben, nem bocsát ki koromot és oldhatatlan égéstermékeket
A gázkazánokat leggyakrabban melegvíz előállítására és magánházak / lakások, kis- és közepes méretű kereskedelmi épületek, műhelyek fűtésére használják.
A vegyi és élelmiszeriparban a munkakörnyezet kívánt hőmérsékletének eléréséhez gázt használnak
Földgáz szükséges ipari gázok előállításához, amelyeket aztán hegesztéshez használnak, különböző fűtőberendezések áramellátásában
A főgázt értékes nyersanyagként használják számos kémiai vegyület előállításához, amelyekből aztán mindenféle polimer terméket készítenek
A földgáz felhasználásának céljától függetlenül a csővezetékbe történő szállítás előtt meg kell tisztítani a hidrogén -szulfidtól és más szerves vegyületektől.
A földgáz a leggyakoribb tüzelőanyag
Gáz használata a főzésben
A gáz felhasználása az ipari vállalkozások fűtésében
Légköri gázkazán égő
A gáz felhasználása ipari folyamatokban
Ipari gáztermelés
A gáz nyersanyagként való felhasználása a vegyiparban
Gázszállítás a gázvezetéken keresztül
A hidrogén -szulfid mérgező, veszélyes a környezetre és káros a gázfeldolgozásban használt katalizátorokra. Mint már említettük, ez a szerves vegyület rendkívül agresszív az acélcsövek és a fémszelepek ellen.
Természetesen korrodálja a magánrendszert és fő gázvezeték, a hidrogén -szulfid kék tüzelőanyag szivárgásához vezet, és ezzel összefüggésben rendkívül negatív, kockázatos helyzetek. A fogyasztó védelme érdekében az egészségre káros vegyületeket még a csővezetékbe történő szállítás előtt eltávolítják a gáznemű tüzelőanyag összetételéből.
A csöveken keresztül szállított gázban lévő hidrogén -szulfid -vegyületek szabványai szerint nem haladhatja meg a 0,02 g / m³ -t. Valójában azonban sokkal több van belőlük. A GOST 5542-2014 által szabályozott érték eléréséhez tisztításra van szükség.
Meglévő módszerek a hidrogén -szulfid elválasztására
Az egyéb szennyeződések hátterében uralkodó hidrogén -szulfid mellett a kék üzemanyag más káros vegyületeket is tartalmazhat. Találhat benne szén -dioxidot, könnyű merkaptánt és szén -szulfidot. De közvetlenül a hidrogén -szulfid mindig érvényesül.
Képgaléria
Fotó innen:
A szerves szennyeződések jelenléte a földgázban az acélvezetékek és szerelvények korróziójának fő oka. Eredményei siralmasak
A rozsda megjelenése miatt a gázvezeték falai elvékonyodnak. Ennek eredményeként a feszesség elveszik. A legjobb esetben a gázszivárgás költségekkel jár, a legrosszabb esetben robbanások és mérgezések
A csővezetékben megjelenő rozsda gyorsan átterjed az elzárószelepekre. A rozsdás csapok és szelepek nem zárhatók el veszélyes helyzetben vagy javítás céljából
A rozsda miatt dombormű jelenik meg a csöveken belül, akár az útvonal részleges átfedése is kialakulhat. A fent említett negatív eredmény robbanás lehet, amelynek egyik oka gyakran a gázrendszerben uralkodó nyomás instabilitása.
Korrózió a gázcsőben
A gázvezeték tömítettségének elvesztése
A gázvezeték acél szerelvényeinek rozsdásodása
Gázrobbanás az instabil nyomás miatt
Meg kell jegyezni, hogy a tisztított gáz halmazállapotú tüzelőanyagban megengedett némi jelentéktelen kéntartalom. A tűrés konkrét értéke attól függ, hogy milyen célból állítják elő a gázt. Például az etilén -oxid előállításához az összes kéntartalomnak kevesebbnek kell lennie, mint 0,0001 mg / m³.
A tisztítási módszert a kívánt eredmény alapján választják ki.
Az összes jelenleg létező módszer két csoportra oszlik:
- Szorpció. Ezek a hidrogén -szulfid -vegyületek szilárd (adszorpciós) vagy folyékony (abszorpciós) reagens által történő abszorpciójából állnak, majd a kén vagy származékai felszabadulnak. Ezt követően a gázból felszabaduló káros szennyeződéseket ártalmatlanítják vagy újrahasznosítják.
- Katalitikus. Ezek a hidrogén -szulfid oxidációjából vagy redukciójából állnak, és elemi kénné alakulnak át. Az eljárást katalizátorok jelenlétében hajtják végre - olyan anyagok, amelyek stimulálják a kémiai reakció lefolyását.
Az adszorpció magában foglalja a hidrogén -szulfid összegyűjtését azáltal, hogy a szilárd anyag felületére koncentrálja. Az adszorpciós folyamatban leggyakrabban aktív szén vagy vas -oxid alapú szemcsés anyagokat használnak. A szemcsékre jellemző nagy felület maximalizálja a kénmolekulák megtartását.
Az összes kék üzemanyag -tisztítási módszer szorpcióra és katalitikusra oszlik. A tisztítóberendezések egy adott technológia működési elvére összpontosítanak. Vannak azonban olyan telepítések, amelyekben többféle módszert kombinálnak, amelyek miatt komplex tisztítást végeznek.
Az abszorpciós technológia abban különbözik, hogy a gáz halmazállapotú hidrogén -szulfid szennyeződéseket feloldják egy aktív folyékony anyagban. Ennek eredményeként a gáz halmazállapotú szennyeződések átjutnak a folyékony fázisba. Ezután az elszigetelt káros komponenseket eltávolítják sztrippeléssel, különben deszorpcióval, ily módon eltávolítják a reaktív folyadékból.
Annak ellenére, hogy az adszorpciós technológia "száraz folyamatokra" utal, és lehetővé teszi az előállítását a kék üzemanyag finom tisztítását, a földgáz szennyezésének eltávolításában gyakrabban használják abszorpció. A hidrogén -szulfid -vegyületek gyűjtése és eltávolítása folyadékelnyelőkkel jövedelmezőbb és célravezetőbb.
A legnépszerűbb adszorber típus az aktív szén, amelyet kapszulák vagy szemcsék formájában használnak. Az egyes elemek felülete "elnyeli" a hidrogén -szulfidot és más szerves zárványokat
A gáztisztításban használt abszorpciós módszereket a következő három csoportra osztják:
- Kémiai. Előállításukhoz oldószereket használnak, amelyek szabadon reagálnak savas hidrogén -szulfid -szennyezőkkel. Az etanolaminok vagy az alkanolaminok rendelkeznek a legnagyobb abszorpciós képességgel a kémiai szorbensek között.
- Fizikai. Ezeket a gáz halmazállapotú hidrogén -szulfid fizikailag feloldásával végzik folyékony abszorberben. Sőt, minél nagyobb a gáz halmazállapotú szennyezőanyag parciális nyomása, annál gyorsabban halad az oldódási folyamat. Abszorbensként metanolt, propilén -karbonátot stb.
- Kombinált. A hidrogén -szulfid extrakció vegyes változatában mindkét technológia érintett. A fő munkát abszorpcióval, a finom kiegészítő kezelést adszorbensekkel végzik.
Fél évszázada a legnépszerűbb és legnépszerűbb technológia a fosszilis tüzelőanyagok kinyerésére és eltávolítására a hidrogén -szulfid és a szénsav kémiai gáztisztítás egy aminoszorbens segítségével, amelyet vizes formában használnak megoldás.
A természetes üzemanyag -tisztítás szorpciós módszerei szilárd és folyékony anyagok képességén alapulnak reagálnak hidrogén -szulfiddal és más szerves szennyeződésekkel, ezáltal felszabadítva őket a készítményből gáz
Az amin technológia alkalmasabb nagy mennyiségű gáz kezelésére, mivel:
- Hiány hiánya. A reagensek mindig megvásárolhatók a tisztításhoz szükséges mennyiségben.
- Elfogadható nedvszívó képesség. Az aminok nagyon nedvszívóak. Az összes felhasznált anyag közül csak ők képesek eltávolítani a gázból 99,9% hidrogén -szulfidot.
- Elsőbbségi jellemzők. A vizes aminoldatokat a legnagyobb elfogadható viszkozitás, gőzsűrűség, termikus és kémiai stabilitás és alacsony hőkapacitás jellemzi. Jellemzőik biztosítják a lehető legjobb abszorpciós folyamatot.
- A reaktív anyagok nem mérgezőek. Ez egy fontos érv, amely meggyőzi az embereket, hogy az amin módszerhez folyamodjanak.
- Szelektivitás. A szelektív felszívódáshoz szükséges minőség. Lehetővé teszi a szükséges reakciók egymás utáni végrehajtását az optimális eredmények eléréséhez szükséges sorrendben.
A hidrogén -szulfidból és szén -dioxidból történő gáztisztítás kémiai módszereiben használt etanolaminok közé tartoznak a monoetanolaminok (MEA), a dietanolaminok (DEA), a trietanolaminok (TEA). Ezenkívül a mono- és di- előtagú anyagokat eltávolítják a gázból és a H-ból2S és CO2. De a harmadik lehetőség csak a hidrogén -szulfid eltávolítását segíti elő.
A kék üzemanyag szelektív tisztításakor metildietanolaminokat (MDEA), diglikolaminokat (DHA), diizopropanolaminokat (DIPA) használnak. A szelektív abszorbenseket elsősorban külföldön használják.
Természetesen ideális abszorbensek, amelyek megfelelnek minden tisztítási követelménynek a rendszerbe történő szállítás előtt gázfűtés és egyéb berendezések kínálata még nem létezik. Mindegyik oldószernek vannak előnyei és mínuszai. A reakcióképes anyag kiválasztásakor egyszerűen számos javasolt közül választják ki a legmegfelelőbbet.
Hogyan működik egy tipikus telepítés
Maximális abszorpciós kapacitás H -hoz viszonyítva2S -t a monoetanol -amin oldata jellemzi. Ennek a reagensnek azonban van néhány jelentős hátránya. Megkülönböztethető meglehetősen magas nyomással és azzal a képességgel, hogy szén -szulfiddal visszafordíthatatlan vegyületeket hozhat létre az amingáztisztító egység működése során.
Az első hátrányt öblítéssel küszöbölik ki, aminek következtében az amingőz részlegesen felszívódik. A másodikkal ritkán találkozunk a mezei gázok feldolgozása során.
Képgaléria
Fotó innen:
A hidrogén -szulfid és a hozzá tartozó szerves komponensek kivonása természetes fosszilis tüzelőanyagokból az abszorpciós üzemekben történik
A létesítmények a mező közelében építhetők, az útvonalon vagy a gázfeldolgozó üzem bejárata előtt. Mindenesetre a tisztítást a gáz -halmazállapotú tüzelőanyagnak a fogyasztóhoz való eljuttatása előtt kell elvégezni.
A gáztisztító intézkedéseket és a használt berendezéseket folyamatosan fejlesztik. Ha korábban a természetes gázkeverék összetételéből leválasztott kéneket egyszerűen hasznosították, akkor most tárolják és továbbítják kénsav, papír, szén -dioxid, szárazjég, gumi és így tovább egy másik
Az abszorbens tisztítás nem olcsó. Jelentősen növeli a feldolgozott üzemanyag költségeit. Az aminoldat többszörös használata a telepítésben azonban lehetővé teszi a költségek csökkentését.
Abszorpciós berendezés hidrogén -szulfid gázból történő kivonására
Tisztítótelepek komplexuma az autópályán
Fejlett gázkezelő komplexek
Földgázkezelő üzem csővezetéke
A monoetanol -amin vizes oldatának koncentrációját empirikusan választják ki, az elvégzett vizsgálatok alapján azt egy bizonyos mezőből származó gáz tisztítására használják. A reagens százalékos arányának kiválasztásakor figyelembe vesszük annak képességét, hogy ellenálljon a hidrogén -szulfidnak a rendszer fém alkatrészeire gyakorolt agresszív hatására.
A tipikus abszorbenstartalom általában 15-20%. Gyakran előfordul azonban, hogy a koncentrációt 30% -ra növelik vagy 10% -ra csökkentik, attól függően, hogy milyen magas legyen a tisztítási fok. Azok. milyen célra, fűtésre vagy polimer vegyületek előállítására gázt fognak használni.
Megjegyezzük, hogy az aminvegyületek koncentrációjának növekedése csökkenti a hidrogén -szulfid korróziós potenciálját. De figyelembe kell venni, hogy ebben az esetben a reagens fogyasztása nő. Következésképpen a kezelt kereskedelmi gáz költsége emelkedik.
A tisztítóberendezés fő egysége a tárcsás vagy csomagolt változat elnyelője. Ez egy függőlegesen orientált készülék, amely úgy néz ki, mint egy kémcső, benne fúvókákkal vagy lemezekkel. Alsó részén van egy bemenet a nyersgáz -keverék ellátásához, a felső részben pedig egy kimenet a mosóhoz.
Ha a létesítményben tisztítandó gáz olyan nyomás alatt van, amely elegendő ahhoz, hogy a reagens a hőcserélőbe, majd a sztrippelő oszlopba jusson, akkor a folyamat szivattyú részvétele nélkül megy végbe. Ha a nyomás nem elegendő a folyamat áramlásához, akkor a szivattyúzási technológia stimulálja a kiáramlást.
A gázáramot, miután áthaladt a bemeneti elválasztón, befecskendezik az abszorber alsó részébe. Ezután áthalad a ház közepén elhelyezkedő tálcákon vagy fúvókákon, amelyeken szennyeződések telepednek le. Az aminoldattal teljesen megnedvesített fúvókákat rácsok választják el a reagens egyenletes eloszlása érdekében.
Ezután a szennyeződéstől megtisztított kék üzemanyagot a súrolóba küldik. Ez az eszköz csatlakoztatható az újrahasznosító áramkörbe az elnyelő után, vagy elhelyezhető annak felső részén.
Az elhasznált oldat lefolyik az abszorber falain, és a sztrippelő oszlopba kerül - egy kazánnal ellátott deszorbátorba. Ott az oldatot a forrásban lévő víz során felszabaduló gőzök megtisztítják az elnyelt szennyeződésektől, hogy visszatérjenek a berendezésbe.
Regenerált, azaz a hidrogén -szulfid -vegyületektől megszabadulva az oldat a hőcserélőbe áramlik. Ebben a folyadékot lehűtik, miközben a hőt a szennyezett oldat következő részébe továbbítják, majd a hűtőbe szivattyúzzák a gőz teljes hűtésére és kondenzálására.
A lehűlt abszorbens oldatot visszavezetik az abszorberbe. A reagens így kering a telepítésen. Gőzeit le is hűtik és megtisztítják a savas szennyeződésektől, majd feltöltik a reagenskészletet.
Leggyakrabban gáztisztítási sémákat használnak monoetanol -aminnal és dietanol -aminnal. Ezek a reagensek nemcsak a kén -hidrogént, hanem a szén -dioxidot is képesek kivonni a kék üzemanyagból.
Ha egyidejűleg szükséges a CO eltávolítása a kezelt gázból2 és H2S, kétlépcsős tisztítást végeznek. Két, koncentrációban eltérő oldat használatából áll. Ez az opció gazdaságosabb, mint az egylépcsős tisztítás.
Először a gáznemű tüzelőanyagot erős összetételű, 25-35%reagens tartalommal tisztítják. Ezután a gázt gyenge vizes oldattal kezeljük, amelyben a hatóanyag csak 5-12%. Ennek eredményeként mind a durva, mind a finom tisztítást minimális oldatfogyasztással és a keletkező hő ésszerű felhasználásával végzik.
Négy tisztítási lehetőség alkonolaminokkal
Az alkonolaminok vagy aminoalkoholok olyan anyagok, amelyek nemcsak amincsoportot, hanem hidroxilcsoportot is tartalmaznak.
A földgáz alkanolaminokkal történő tisztítására szolgáló berendezések és technológiák kialakítása elsősorban az abszorbeáló anyag ellátásának módjában különbözik. Négy fő módszert használnak leggyakrabban a gáztisztításban az ilyen típusú amin használatával.
Az első út. Ez előre meghatározza az aktív oldat ellátását egy folyamban felülről. Az abszorbens teljes térfogata a berendezés felső tálcájába kerül. A tisztítási folyamat 40 ° C -nál nem magasabb hőmérsékleten történik.
A legegyszerűbb tisztítási módszer az aktív oldat egy folyamban történő adagolása. Ezt a technikát akkor alkalmazzák, ha kis mennyiségű szennyeződés van a gázban.
Ezt a technikát általában hidrogén -szulfid -vegyületekkel és szén -dioxiddal való könnyű szennyeződéshez használják. Ebben az esetben a kereskedelmi hőtermelés teljes hőhatása általában alacsony.
Második út. Ezt a kezelési lehetőséget akkor alkalmazzák, ha a gáznemű tüzelőanyagokban magas a hidrogén -szulfid -vegyületek tartalma.
Ebben az esetben a reaktív oldatot két áramba adagoljuk. Az elsőt, a teljes tömeg körülbelül 65-75% -ának térfogatával, a berendezés közepére küldik, a másodikat felülről szállítják.
Az aminoldat lefolyik a tálcákon, és találkozik a felszálló gázáramokkal, amelyeket az abszorpciós egység alsó tálcájába pumpálnak. Tálalás előtt az oldatot legfeljebb 40 ° C -ra melegítik, de a gáz aminnal való kölcsönhatása során a hőmérséklet jelentősen emelkedik.
Annak érdekében, hogy a tisztítás hatékonysága ne csökkenjen a hőmérséklet emelkedése miatt, a felesleges hőt eltávolítják a hidrogén -szulfiddal telített hulladék oldattal együtt. Az egység tetején az áramlást lehűtjük, hogy a savas komponensek maradványait a kondenzátummal együtt kivonjuk.
A leírt módszerek második és harmadik előzetesen meghatározzák az abszorpciós oldat ellátását két áramlatban. Az első esetben a reagenst azonos hőmérsékleten szállítják, a másodikban - különböző
Gazdaságos módja az energia és az aktív oldat fogyasztásának csökkentésére. A kiegészítő fűtés semmilyen szakaszban nem történik. Technológiailag ez egy kétszintű tisztítás, amely lehetővé teszi a kereskedelmi gáz előkészítését a fővezetékhez való ellátáshoz a legkisebb veszteséggel.
Harmadik út. Ez magában foglalja az abszorber eljuttatását a tisztítóegységhez két különböző hőmérsékletű áramlatban. A technikát akkor alkalmazzák, ha a hidrogén -szulfid és a szén -dioxid mellett CS is található a nyersgázban2és a COS.
Az elnyelő túlnyomó része, körülbelül 70-75%, felmelegszik 60-70 ° C-ra, a fennmaradó rész pedig csak 40 ° C-ig. Az áramokat a fentiekben leírtakkal megegyező módon szállítják az abszorberhez: felülről és középre.
A magas hőmérsékletű zóna kialakítása lehetővé teszi a szerves szennyeződések gyors és hatékony eltávolítását a tisztítóoszlop alján lévő gáztömegből. És a tetején a szén -dioxidot és a hidrogén -szulfidot standard hőmérsékletű amin kicsapja.
Negyedik út. Ez a technológia előre meghatározza a vizes aminoldat ellátását két, különböző regenerációs fokú áramlatban. Vagyis az egyiket finomítatlanul, hidrogén -szulfid zárványok tartalmával szállítják, a másodikat - nélkülük.
Az első folyam nem nevezhető teljesen szennyezettnek. Csak részben tartalmaz savas összetevőket, mivel néhányat eltávolítanak a hőcserélőben + 50 ° / + 60 ° C -ra való hűtés során. Ezt az oldatáramot a sztrippelő aljáról veszik, lehűtik és az oszlop közepére irányítják.
A gázhalmazállapotú tüzelőanyagban jelentős hidrogén -szulfid- és szén -dioxid -komponens -tartalom miatt a tisztítást két, különböző regenerálódási fokú oldatárammal végezzük
A megoldásnak csak az a része megy át mélytisztításon, amelyet a berendezés felső szektorába pumpálnak. Ennek az áramnak a hőmérséklete általában nem haladja meg az 50 ° C -ot. Itt történik a gáznemű tüzelőanyagok finom tisztítása. Ez a rendszer lehetővé teszi a költségek legalább 10% -os csökkentését a gőzfogyasztás csökkentésével.
Világos, hogy a tisztítási módszert a szerves szennyeződések jelenléte és a gazdasági megvalósíthatóság alapján választják ki. Mindenesetre a különféle technológiák lehetővé teszik a legjobb megoldás kiválasztását. Ugyanazon amingáz -kezelőegységen a tisztítás mértéke változtatható, és kék tüzelőanyagot kapunk a szükséges mennyiséggel gázkazánok, kályhák, fűtőtestek jellemzői.
Következtetések és hasznos videó a témában
A következő videó bemutatja a hidrogén -szulfid kinyerésének sajátosságait az olajkút által olajjal együtt előállított kapcsolódó gázból:
A videó bemutatja a kék üzemanyag hidrogén -szulfidból történő tisztítására szolgáló berendezést, elemi kén előállításával további feldolgozásra.
Ennek a videónak a szerzője elmondja, hogyan lehet otthon megszabadulni a hidrogén -szulfidtól a biogázból:
A gáztisztítási módszer megválasztása elsősorban egy adott probléma megoldására összpontosít. A művésznek két módja van: egy bevált sémát követni, vagy valami újat választani. A fő iránymutatásnak azonban továbbra is a gazdasági megvalósíthatóságnak kell lennie, a minőség megőrzése és a kívánt feldolgozási fok elérése mellett.
