טיהור גז אמין ממימן גופרתי: תרשים התקנה ועקרון הפעולה

תרכובות גופרית בפרופורציות שונות נמצאות בגז טבעי המופק מהשדות למסירה לצרכן באמצעות צינורות. אם לא תיפטר מהם, חומרים אגרסיביים יהרסו את הצינור, יהפכו את האבזור ללא שמיש. בנוסף, הבעירה של דלק כחול מזוהם משחררת רעלים.

על מנת להימנע מהשלכות שליליות, מתבצעת טיהור גז אמין ממימן גופרתי. זוהי הדרך הקלה והזולה ביותר להפריד בין רכיבים מזיקים למינרל דליק. נספר לכם כיצד מתרחש תהליך הפרדת ההכללות הגופרית, כיצד פועלת ופועלת יחידת הטיהור.

מטרת ניקוי דלקים מאובנים

גז הוא הדלק הפופולרי ביותר. הוא מושך עם המחיר הזול ביותר וגורם לפחות נזק למצב הסביבתי. היתרונות הבלתי מעורערים כוללים את קלות השליטה בתהליך הבעירה והיכולת לאבטח את כל שלבי עיבוד הדלק במהלך השגת אנרגיה תרמית.

עם זאת, מאובן גזי טבעי אינו כרות בצורתו הטהורה, מכיוון במקביל להפקת גז מהבאר, תרכובות אורגניות הקשורות נשאבות החוצה. הנפוץ שבהם הוא מימן גופרתי, שתכולתו משתנה מעשיריות לעשרה אחוזים או יותר, בהתאם לתחום.

מימן גופרתי הוא רעיל, מסוכן לסביבה ומזיק לזרזים המשמשים לעיבוד גז. כפי שכבר ציינו, תרכובת אורגנית זו אגרסיבית במיוחד כלפי צינורות פלדה ושסתומי מתכת.

מטבע הדברים, שחיתות המערכת הפרטית ו צינור הגז הראשי, מימן גופרתי מוביל לדליפות דלק כחול וקשור לעובדה זו מצבים שליליים ביותר, מסוכנים. כדי להגן על הצרכן, תרכובות המזיקות לבריאות מוסרות מהרכב הדלק הגזי עוד לפני שהוא מועבר לצינור.

על פי התקנים של תרכובות מימן גופרתי בגז המועבר דרך הצינורות, הוא אינו יכול לעלות על 0.02 גרם / m³. עם זאת, למעשה, יש הרבה יותר מהם. על מנת להשיג את הערך המוסדר על ידי GOST 5542-2014, יש צורך בניקוי.

שיטות קיימות להפרדת מימן גופרתי

בנוסף למימן הגופרתי השורר על רקע זיהומים אחרים, דלק כחול עשוי להכיל תרכובות מזיקות אחרות. אתה יכול למצוא בו פחמן דו חמצני, מרקפטנים קלים ופחמן גופרתי. אבל ישירות מימן גופרתי תמיד ינצח.

יש לציין כי מותר לתוכן בלתי משמעותי של תרכובות גופרית בדלק הגזי המטוהר. הנתון הספציפי של הסובלנות תלוי במטרות שלשמן מיוצר הגז. לדוגמה, לייצור תחמוצת אתילן, תכולת הגופרית הכוללת חייבת להיות פחות מ -0,0001 מ"ג / מ"ק.

שיטת הניקוי נבחרת על סמך התוצאה הנדרשת.

כל השיטות הקיימות כיום נחלקות לשתי קבוצות:

• תפיסה. הם מורכבים בספיגה של תרכובות מימן גופרתי באמצעות ריאגנט מוצק (ספיחה) או נוזלי (ספיגה), ואחריו שחרור גופרית או נגזרותיה. לאחר מכן, הזיהומים המזיקים המשתחררים מהגז ניפטרים או ממוחזרים.
• מְזַרֵז. הם מורכבים מחמצון או הפחתה של מימן גופרתי עם הפיכתו לגופרית יסודית. התהליך מתבצע בנוכחות זרזים - חומרים הממריצים את מהלך התגובה הכימית.

ספיחה כוללת איסוף מימן גופרתי על ידי ריכוזו על פני מוצק. לרוב, חומרים מפורסמים המבוססים על פחם פעיל או תחמוצת ברזל משמשים בתהליך הספיגה. שטח הפנים הגדול המאפיין את הדגנים ממקסם את שימור מולקולות הגופרית.

טכנולוגיית הספיגה שונה בכך שזיהומי מימן גופרתי גזים מומסים בחומר נוזלי פעיל. כתוצאה מכך, מזהמים גזים עוברים לשלב הנוזלי. לאחר מכן מסירים את הרכיבים המזיקים המבודדים על ידי הפשטה, אחרת ספיגה, בדרך זו הם מוסרים מהנוזל הריאקטיבי.

למרות העובדה שטכנולוגיית הספיחה מתייחסת ל"תהליכים יבשים "ומאפשרת לך לייצר טיהור עדין של דלק כחול, בהסרת זיהום מגז טבעי משמש לעתים קרובות יותר קְלִיטָה. איסוף וחיסול של תרכובות מימן גופרתי באמצעות בולמי נוזלים רווחיים ומתאימים יותר.

שיטות הספיגה הנהוגות בטיהור הגז נחלקות לשלוש הקבוצות הבאות:

• כִּימִי. הם מיוצרים באמצעות ממסים המגיבים בחופשיות עם חומרים מזהמים חומציים. לאתנולמינים או לאלקנולמינים יש את כושר הספיגה הגבוה ביותר בקרב סופגנטים כימיים.
• גוּפָנִי. הם מבוצעים על ידי המסה פיזית של מימן גופרתי גזי בבולם נוזלי. יתר על כן, ככל שהלחץ החלקי של המזהם הגזי גבוה יותר, כך תהליך ההתמוססות מתקדם מהר יותר. מתנול, פרופילן קרבונט וכו 'משמשים כבולם.
• מְשׁוּלָב. בגרסה המעורבת של מיצוי מימן גופרתי, שתי הטכנולוגיות מעורבות. העבודה העיקרית מבוצעת על ידי ספיגה, וטיפול נוסף עדין מתבצע על ידי סופחים.

במשך חצי מאה, הטכנולוגיה המבוקשת והפופולרית ביותר להפקת והסרה מדלק מאובנים מימן גופרתי וחומצה פחמנית היא טיהור גז כימי באמצעות חומר סופג אמין המשמש בצורה של מימית פִּתָרוֹן.

טכנולוגיית האמין מתאימה יותר לטיפול בכמויות גדולות של גז מכיוון:

• חוסר גירעון. תמיד ניתן לרכוש ריאגנטים בכמות הנדרשת לטיהור.
• כושר ספיגה מקובל. אמינים סופגים מאוד. מכל החומרים המשמשים, רק הם מסוגלים להסיר מהגז 99.9% של מימן גופרתי.
• מאפייני עדיפות. פתרונות האמין המימי נבדלים על ידי הצמיגות המקסימלית המקסימלית, צפיפות האדים, היציבות התרמית והכימית ויכולת החום הנמוכה. המאפיינים שלהם מבטיחים את תהליך הספיגה הטוב ביותר האפשרי.
• אין רעילות של חומרים תגובתיים. זהו טיעון חשוב המשכנע אנשים לפנות לשיטת האמין.
• בַּררָנוּת. האיכות הנדרשת לספיגה סלקטיבית. הוא מאפשר לבצע את התגובות הדרושות ברצף בסדר הנדרש לתוצאות מיטביות.

אתנולמינים המשמשים בשיטות כימיות לטיהור גז ממימן גופרתי ופחמן דו חמצני כוללים מונואתנולמינים (MEA), דיטנולמינים (DEA), טריאתנולמינים (TEA). יתר על כן, חומרים עם קידומות מונו- ודי- מוסרים מהגז ו- H₂S ו- CO₂. אבל האפשרות השלישית עוזרת להסיר מימן גופרתי בלבד.

בעת ביצוע ניקוי סלקטיבי של דלק כחול משתמשים במתילדיאתנולמינים (MDEA), דיגליקולמינים (DHA), דיאיסופרופנולמינים (DIPA). סופגים סלקטיביים משמשים בעיקר בחו"ל.

סופגים אידיאליים באופן טבעי כדי לעמוד בכל דרישות הניקיון לפני מסירה למערכת חימום גז ואספקת ציוד אחר עדיין לא קיימת. לכל ממס יש כמה יתרונות יחד עם מינוסים. בעת בחירת חומר תגובתי, הם פשוט קובעים את המתאים ביותר מתוך מספר חומרים מוצעים.

כיצד פועלת התקנה טיפוסית

כושר ספיגה מקסימלי ביחס ל- H₂S מאופיין בתמיסה של מונואתנולמין. עם זאת, למגיב זה יש כמה חסרונות משמעותיים. הוא מובחן בלחץ גבוה למדי וביכולת, במהלך פעולת היחידה לטיהור גז אמין, ליצור תרכובות בלתי הפיכות עם פחמן גופרתי.

החיסרון הראשון מסולק על ידי שטיפה, וכתוצאה מכך אדי האמין נספגים חלקית. השני כמעט ולא נתקל במהלך עיבוד גזי שדה.

ריכוז הפתרון המימי של מונואתנולמין נבחר באופן אמפירי, על סמך המחקרים שבוצעו, הוא נלקח לטיהור גז משדה מסוים. בחירת אחוז המגיב לוקחת בחשבון את יכולתו לעמוד בפני ההשפעות האגרסיביות של מימן גופרתי על רכיבי המתכת של המערכת.

תכולת ספיגה אופיינית היא בדרך כלל בטווח שבין 15 ל -20%. עם זאת, לעתים קרובות קורה שהריכוז עולה ל -30% או יורד ל -10%, תלוי עד כמה רמת הטיהור צריכה להיות גבוהה. הָהֵן. לאיזו מטרה, בחימום או בייצור תרכובות פולימריות, ישמש גז.

שים לב שעלייה בריכוז תרכובות האמין מקטינה את הפוטנציאל המאכל של מימן גופרתי. אך יש לקחת בחשבון שבמקרה זה צריכת המגיב עולה. כתוצאה מכך, עלות הגז המסחרי המטופל עולה.

היחידה העיקרית של מפעל הטיהור היא הבולם מהסוג בצורת דיסק או ארוז. זהו מכשיר בעל אוריינטציה אנכית שנראה כמו מבחנה עם חרירים או צלחות הממוקמים בפנים. בחלקו התחתון יש כניסה לאספקת תערובת הגז הגולמי, ובחלק העליון יש יציאה למקרקף.

זרם הגז, לאחר שעבר במפריד הכניסה, מוזרק לחלק התחתון של הבולם. לאחר מכן הוא עובר דרך מגשים או חרירים הממוקמים באמצע הבית, שעליהם מתיישבים מזהמים. החרירים, הרטובים לחלוטין בתמיסת אמין, מופרדים על ידי רשתות להפצה אחידה של המגיב.

לאחר מכן הדלק הכחול המנוקה מזיהום נשלח למקרח. ניתן לחבר מכשיר זה במעגל המיחזור לאחר הבולם או להימצא בחלקו העליון.

הפתרון המושקע זורם לאורך דפנות הבולם ונשלח אל עמוד ההפשטה - חשפן בעל דוד. שם הפתרון מטוהר מהזיהומים הנספגים על ידי האדים המשתחררים במהלך מים רותחים על מנת לחזור למתקן.

מחדש, כלומר משוחרר מתרכובות מימן גופרתי, הפתרון זורם למחליף החום. בתוכו, הנוזל מקורר בתהליך העברת החום לחלק הבא של הפתרון המזוהם, ולאחר מכן הוא נשאב למקרר באמצעות משאבה לקירור מלא ועיבוי אדים.

הפתרון הסופג המתקרר מוחזר אל הבולם. כך מסתובב המגיב דרך ההתקנה. אדיו מקוררים ומטוהרים גם מהזיהומים החומציים, ולאחר מכן הם ממלאים את אספקת הריאגנטים.

אם יש צורך להסיר בו זמנית CO מהגז המטופל₂ ו- H.₂S, ניקוי דו-שלבי מתבצע. הוא מורכב משימוש בשני פתרונות, השונים בריכוז. אפשרות זו חסכונית יותר מאשר ניקוי חד-שלבי.

ראשית, דלק גזי מנוקה עם הרכב חזק עם תוכן מגיב של 25-35%. אז הגז מטופל בתמיסה מימית חלשה, שבה החומר הפעיל הוא 5-12%בלבד. כתוצאה מכך, ניקוי גס ודק מתבצע תוך צריכת מינימום של תמיסה ושימוש סביר בחום שנוצר.

ארבע אפשרויות ניקוי עם אלקונולמינים

אלקונולמינים או אמינו אלכוהולים הם חומרים המכילים לא רק קבוצת אמין, אלא גם קבוצת הידרוקסיות.

עיצוב המתקנים והטכנולוגיות לטיהור גז טבעי באמצעות אלקנולמינים שונים בעיקר בשיטת אספקת החומר הסופג. ישנן ארבע שיטות עיקריות המשמשות לרוב בניקוי גז באמצעות סוג זה של אמין.

הדרך הראשונה. הוא קובע מראש את אספקת הפתרון הפעיל בזרם אחד מלמעלה. כל נפח הסופג מופנה למגש העליון של ההתקנה. תהליך הניקוי מתרחש ברקע טמפרטורה שלא יעלה על 40 מעלות צלזיוס.

טכניקה זו משמשת בדרך כלל לזיהום קל בתרכובות מימן גופרית ופחמן דו חמצני. במקרה זה, ההשפעה התרמית הכוללת לייצור גז מסחרי היא, ככלל, נמוכה.

דרך שנייה. אפשרות טיפול זו משמשת כאשר יש תוכן גבוה של תרכובות מימן גופרתי בדלקים גזים.

במקרה זה, הפתרון הריאקטיבי מוזר לשני זרמים. הראשון, עם נפח של כ 65-75% מהמסה הכוללת, נשלח לאמצע ההתקנה, השני מסופק מלמעלה.

תמיסת האמין זורמת במגשים ופוגשת את זרמי הגז העולים הנשאבים למגש התחתון של יחידת הקליטה. לפני ההגשה, הפתרון מחומם עד לא יותר מ 40 מעלות צלזיוס, אך במהלך האינטראקציה של הגז עם אמין, הטמפרטורה עולה באופן משמעותי.

כדי למנוע ירידה ביעילות הניקוי עקב עלייה בטמפרטורה, הסרת חום עודף יחד עם תמיסת הפסולת הרוויה במימן גופרתי. ובחלק העליון של היחידה, הזרימה מקוררת על מנת לחלץ את שאריות המרכיבים החומציים יחד עם מעובה.

זוהי דרך חסכונית להפחית את צריכת האנרגיה והפתרון הפעיל כאחד. חימום נוסף אינו מתבצע בשום שלב. מבחינה טכנולוגית, מדובר בטיהור דו-מפלסי, המאפשר להכין גז מסחרי לאספקה ​​לקו הראשי עם כמות ההפסדים הנמוכה ביותר.

דרך שלישית. זה כרוך במסירת הבולם ליחידת הניקוי בשני זרמים של טמפרטורות שונות. הטכניקה משמשת אם, בנוסף למימן גופרתי ופחמן דו חמצני, יש גם CS בגז הגולמי₂, ו- COS.

החלק הבולט של הבולם, כ- 70-75%, מתחמם עד 60-70 ° C, והחלק הנותר רק עד 40 ° C. הזרמים מסופקים לסופג באותו אופן כמו במקרה המתואר לעיל: מלמעלה ועד לאמצע.

היווצרות אזור בעל טמפרטורה גבוהה מאפשרת להסיר מזהמים אורגניים במהירות וביעילות ממסת הגז בתחתית עמוד הניקוי. ובחלקו העליון, פחמן דו חמצני ומימן גופרתי מצטמצמים על ידי אמין בטמפרטורה סטנדרטית.

דרך רביעית. טכנולוגיה זו קובעת מראש אספקת תמיסת אמין מימית בשני זרמים בעלי דרגות התחדשות שונות. כלומר, האחד מסופק ללא זיקוק, עם תוכן של תכלילים של מימן גופרתי, השני - בלעדיהם.

לא ניתן לקרוא לנחל הראשון מזוהם לחלוטין. הוא מכיל רק מרכיבים חומציים, מכיוון שחלקם מוסרים במהלך הקירור ל- + 50 ° / + 60 ° C במחליף החום. זרם הפתרון הזה נלקח מתחתית החשפנית, מקורר ומופנה לאמצע העמוד.

רק אותו חלק של הפתרון, הנשאב לגזרה העליונה של המתקן, עובר ניקוי עמוק. הטמפרטורה של זרם זה בדרך כלל אינה עולה על 50 מעלות צלזיוס. כאן מתבצע ניקוי עדין של דלקים גזים. תכנית זו מאפשרת לך להפחית עלויות ב -10% לפחות על ידי הפחתת צריכת הקיטור.

ברור ששיטת הניקוי נבחרת על סמך הימצאותם של מזהמים אורגניים והיתכנות כלכלית. בכל מקרה, מגוון הטכנולוגיות מאפשר לך לבחור את האפשרות הטובה ביותר. באותה יחידת טיפול בגז אמין ניתן לשנות את מידת הטיהור תוך קבלת דלק כחול עם הדרוש דודי גז, תנורים, תכונות תנורי חימום.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

הסרטון הבא יכיר אותך את הפרטים של הפקת מימן גופרתי מגז קשור המיוצר יחד עם נפט על ידי באר נפט:

המתקן לטיהור דלק כחול ממימן גופרתי עם ייצור גופרית אלמנטרית לעיבוד נוסף יוצג על ידי הסרטון:

מחבר הסרטון הזה יספר לכם כיצד להיפטר ממימן גופרתי מביוגז בבית:

הבחירה בשיטת טיהור גז מתמקדת בעיקר בפתרון בעיה ספציפית. לאמן יש שתי דרכים: לעקוב אחר תכנית מוכחת, או להעדיף משהו חדש. עם זאת, הקו המנחה העיקרי עדיין צריך להיות כדאיות כלכלית תוך שמירה על איכות וקבלת מידת העיבוד הרצויה.