Sieros junginiai skirtingomis proporcijomis yra gamtinėse dujose, išgaunamose iš laukų, kad būtų pristatyti vartotojams vamzdynais. Jei jų neatsikratysite, agresyvios medžiagos sunaikins dujotiekį, o jungiamosios detalės taps netinkamos naudoti. Be to, deginant užterštą mėlyną kurą išsiskiria toksinai.
Siekiant išvengti neigiamų pasekmių, amininės dujos valomos iš vandenilio sulfido. Tai lengviausias ir pigiausias būdas atskirti kenksmingus komponentus nuo degaus mineralo. Mes jums pasakysime, kaip vyksta sieros intarpų atskyrimo procesas, kaip įrengtas ir veikia valymo įrenginys.
Straipsnio turinys:
- Iškastinio kuro valymo tikslas
- Esami vandenilio sulfido atskyrimo metodai
- Kaip veikia įprastas diegimas
- Keturi valymo variantai su alkonolaminais
- Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema
Iškastinio kuro valymo tikslas
Dujos yra populiariausias kuras. Tai pritraukia už prieinamiausią kainą ir daro mažiausiai žalos aplinkai. Neginčijami pranašumai yra degimo proceso valdymo paprastumas ir galimybė užtikrinti visus degalų apdorojimo etapus gaunant šiluminę energiją.
Tačiau natūralios dujinės iškastinės medžiagos nėra išgaunamos gryna forma, nes tuo pat metu, kai dujos ištraukiamos iš šulinio, susiję organiniai junginiai išsiurbiami. Dažniausias iš jų yra vandenilio sulfidas, kurio kiekis, priklausomai nuo lauko, svyruoja nuo dešimtosios iki dešimties ar daugiau procentų.
Vaizdų galerija
Nuotrauka iš
Gamtinės dujos yra labiausiai paplitusi ir paklausiausia kuro rūšis, kurios populiarumas priklauso ne tik nuo kainos prieinamumo.
Dauguma buitinių krosnių ir maisto gaminimo įrenginių maisto pramonėje naudoja pagrindines dujas
Geriausias būdas šildyti dideles pramonės įmones yra dujos. Tai mažiausiai kenkia gamtinei aplinkai, neišskiria suodžių ir netirpių degimo produktų
Dujiniai katilai dažniausiai naudojami ruošiant karštą vandenį ir šildant privačius namus / butus, mažus ir vidutinius komercinius pastatus, dirbtuves.
Dujos naudojamos norint gauti reikiamą darbo aplinkos temperatūrą chemijos ir maisto pramonėje
Gamtinės dujos yra būtinos norint gauti pramonines dujas, kurios vėliau naudojamos suvirinant, įvairių šildytuvų maitinimo šaltinyje
Pagrindinės dujos naudojamos kaip vertinga žaliava daugelio cheminių junginių gamybai, iš kurių vėliau gaminami visų rūšių polimeriniai produktai
Nepriklausomai nuo tikslo naudoti gamtines dujas, prieš tiekiant į dujotiekį, jas reikia išvalyti nuo vandenilio sulfido ir kitų organinių junginių.
Gamtinės dujos yra labiausiai paplitęs kuras
Dujų naudojimas gaminant maistą
Dujų naudojimas šildant pramonės įmones
Atmosferos dujų katilo degiklis
Dujų naudojimas pramoniniuose procesuose
Pramoninių dujų gamyba
Dujų kaip žaliavos naudojimas chemijos pramonėje
Dujų transportavimas dujotiekiu
Vandenilio sulfidas yra nuodingas, pavojingas aplinkai ir kenksmingas katalizatoriams, naudojamiems perdirbant dujas. Kaip jau minėjome, šis organinis junginys yra labai agresyvus plieniniams vamzdžiams ir metaliniams vožtuvams.
Natūralu, kad korozija privati sistema ir magistralinis dujotiekis, vandenilio sulfidas sukelia mėlynojo kuro nutekėjimą ir yra susijęs su itin neigiamomis, rizikingomis situacijomis. Siekiant apsaugoti vartotoją, sveikatai kenksmingi junginiai pašalinami iš dujinio kuro sudėties dar prieš jį tiekiant į dujotiekį.
Pagal vandenilio sulfido junginių standartus dujose, gabenamose per vamzdžius, jis negali būti didesnis kaip 0,02 g / m³. Tačiau iš tikrųjų jų yra daug daugiau. Norint pasiekti GOST 5542-2014 reguliuojamą vertę, reikia valyti.
Esami vandenilio sulfido atskyrimo metodai
Be vandenilio sulfido, vyraujančio kitų priemaišų fone, mėlyname kure gali būti kitų kenksmingų junginių. Jame galite rasti anglies dioksido, lengvųjų merkaptanų ir anglies sulfido. Tačiau tiesiogiai vyraus vandenilio sulfidas.
Vaizdų galerija
Nuotrauka iš
Organinių priemaišų buvimas gamtinėse dujose yra pagrindinė plieninių vamzdynų ir jungiamųjų detalių korozijos priežastis. Jos rezultatai apgailėtini
Dėl rūdžių atsiradimo dujų vamzdžio sienos tampa plonesnės. Dėl to prarandamas sandarumas. Geriausiu atveju dujų nutekėjimas kainuos, blogiausiu atveju - sprogimus ir apsinuodijimus
Rūdys, atsirandančios dujotiekyje, greitai plinta į uždarymo vožtuvus. Surūdijusių čiaupų ir vožtuvų negalima uždaryti pavojingoje situacijoje arba taisyti
Dėl rūdžių vamzdžių viduje atsiras reljefas, gali susidaryti net dalinis trasos sutapimas. Minėto neigiamo rezultatas gali būti sprogimas, kurio viena iš priežasčių dažnai yra slėgio dujų sistemoje nestabilumas.
Korozija dujų vamzdžio viduje
Dujotiekio sandarumo praradimas
Dujotiekio plieninių jungiamųjų detalių rūdijimas
Dujų sprogimas dėl nestabilaus slėgio
Reikėtų pažymėti, kad kai kurie nereikšmingi sieros junginių kiekiai išgrynintame dujiniame kure yra priimtini. Konkretus nuokrypio skaičius priklauso nuo dujų gamybos tikslų. Pavyzdžiui, gaminant etileno oksidą, bendras sieros kiekis turi būti mažesnis nei 0,0001 mg / m³.
Valymo būdas parenkamas atsižvelgiant į reikiamą rezultatą.
Visi šiuo metu naudojami metodai yra suskirstyti į dvi grupes:
- Sorbcija. Jas sudaro vandenilio sulfido junginių absorbavimas kietu (adsorbcijos) arba skystu (absorbcijos) reagentu, po to išleidžiama siera arba jos dariniai. Po to iš dujų išsiskiriančios kenksmingos priemaišos pašalinamos arba perdirbamos.
- Katalizinis. Jie susideda iš vandenilio sulfido oksidacijos arba redukcijos, paverčiant jį elementine siera. Procesas atliekamas dalyvaujant katalizatoriams - medžiagoms, kurios skatina cheminės reakcijos eigą.
Adsorbcija apima vandenilio sulfido surinkimą, koncentruojant jį ant kietos medžiagos paviršiaus. Dažniausiai adsorbcijos procese naudojamos granuliuotos medžiagos, kurių pagrindą sudaro aktyvuota anglis arba geležies oksidas. Grūdams būdingas didelis paviršiaus plotas maksimaliai sulaiko sieros molekules.
Visi mėlynojo kuro valymo metodai yra suskirstyti į sorbciją ir katalizinį. Valymo įranga orientuota į tam tikros technologijos veikimo principą. Tačiau yra įrenginių, kuriuose derinami keli metodai, dėl kurių atliekamas kompleksinis valymas.
Absorbcijos technologija skiriasi tuo, kad dujinės vandenilio sulfido priemaišos ištirpsta aktyvioje skystoje medžiagoje. Dėl to dujiniai teršalai patenka į skystąją fazę. Tada izoliuoti kenksmingi komponentai pašalinami nuimant, kitaip desorbuojant, tokiu būdu jie pašalinami iš reaktyvaus skysčio.
Nepaisant to, kad adsorbcijos technologija reiškia „sausus procesus“ ir leidžia gaminti dažniau naudojamas smulkaus kuro valymas, pašalinant taršą iš gamtinių dujų absorbcija. Vandenilio sulfido junginių surinkimas ir pašalinimas naudojant skysčių sugėrėjus yra pelningesnis ir tikslingesnis.
Populiariausias adsorberio tipas yra aktyvuota anglis, naudojama kapsulių ar grūdelių pavidalu. Kiekvieno elemento paviršius „sugeria“ vandenilio sulfidą ir kitus organinius intarpus
Dujų valymui naudojami absorbcijos metodai yra suskirstyti į šias tris grupes:
- Cheminis. Jie gaminami naudojant tirpiklius, kurie laisvai reaguoja su rūgštiniais vandenilio sulfido teršalais. Etanolaminai arba alkanolaminai turi didžiausią absorbcinę galią tarp cheminių sorbentų.
- Fizinis. Jie atliekami fiziškai ištirpinant dujinį vandenilio sulfidą skysčio absorberyje. Be to, kuo didesnis dujinio teršalo dalinis slėgis, tuo greičiau vyksta tirpimo procesas. Kaip absorberis naudojamas metanolis, propileno karbonatas ir kt.
- Kombinuotas. Mišriame vandenilio sulfido ekstrahavimo variante naudojamos abi technologijos. Pagrindinis darbas atliekamas absorbcijos būdu, o papildomas apdorojimas - adsorbentais.
Pusę amžiaus paklausiausia ir populiariausia iškastinio kuro gavybos ir pašalinimo technologija vandenilio sulfidas ir anglies rūgštis yra cheminis dujų valymas, naudojant amino sorbentą, naudojamą vandeninio pavidalo pavidalu sprendimas.
Natūralaus kuro valymo sorbcijos metodai grindžiami kietų ir skystų medžiagų gebėjimu reaguoja su vandenilio sulfidu ir kitomis organinėmis priemaišomis, taip išlaisvindami jas iš kompozicijos dujų
Amino technologija labiau tinka dideliems dujų kiekiams tvarkyti, nes:
- Deficito trūkumas. Reagentų visada galima įsigyti tiek, kiek reikia valymui.
- Priimtinas sugeriamumas. Aminai yra labai sugeriantys. Iš visų naudojamų medžiagų tik jos sugeba iš dujų pašalinti 99,9% vandenilio sulfido.
- Prioritetinės charakteristikos. Vandeniniai aminų tirpalai išsiskiria didžiausiu leistinu klampumu, garų tankiu, šiluminiu ir cheminiu stabilumu ir maža šilumine talpa. Jų savybės užtikrina geriausią įmanomą absorbcijos procesą.
- Nėra toksiškų reaktyvių medžiagų. Tai svarbus argumentas, įtikinantis mus kreiptis į amino metodą.
- Selektyvumas. Kokybė reikalinga selektyviam įsisavinimui. Tai leidžia reikiamas reakcijas atlikti nuosekliai tokia tvarka, kokia reikalinga optimaliems rezultatams.
Etanolaminai, naudojami cheminiuose dujų valymo iš vandenilio sulfido ir anglies dioksido metoduose, yra monoetanolaminai (MEA), dietanolaminai (DEA), trietanolaminai (TEA). Be to, medžiagos, kurių priešdėliai yra mono- ir di-, pašalinamos iš dujų ir H2S ir CO2. Tačiau trečiasis variantas padeda pašalinti tik vandenilio sulfidą.
Atliekant selektyvų mėlynojo kuro valymą, naudojami metildietanolaminai (MDEA), diglikolaminai (DHA), diizopropanolaminai (DIPA). Selektyvūs absorbentai daugiausia naudojami užsienyje.
Natūraliai idealūs absorbentai, atitinkantys visus valymo reikalavimus prieš tiekiant į sistemą šildymas dujomis o kitos įrangos tiekimo dar nėra. Kiekvienas tirpiklis turi keletą pliusų ir minusų. Renkantis reaktyvią medžiagą, jie tiesiog nustato tinkamiausią iš daugelio siūlomų.
Kaip veikia įprastas diegimas
Didžiausias absorbcijos pajėgumas H atžvilgiu2S būdingas monoetanolamino tirpalas. Tačiau šis reagentas turi keletą reikšmingų trūkumų. Jis išsiskiria gana aukštu slėgiu ir gebėjimu eksploatuojant amininių dujų valymo įrenginį su anglies sulfidu sukurti negrįžtamus junginius.
Pirmasis trūkumas pašalinamas praplaunant, todėl amino garai iš dalies absorbuojami. Antrasis retai sutinkamas apdorojant lauko dujas.
Vaizdų galerija
Nuotrauka iš
Vandenilio sulfidas ir susiję organiniai komponentai išgaunami iš natūralaus iškastinio kuro absorbcijos įrenginiuose
Įrenginius galima statyti šalia lauko, įrengti maršrute arba prieš įėjimą į dujų perdirbimo gamyklą. Bet kokiu atveju valymas atliekamas prieš tiekiant dujinį kurą vartotojui.
Dujų valymo priemonės ir naudojama įranga nuolat tobulinama. Jei anksčiau siera, atskirta nuo natūralaus dujinio mišinio sudėties, buvo tiesiog naudojama, tai dabar yra saugomi ir siunčiami gaminti sieros rūgštį, popierių, anglies dioksidą, sausą ledą, gumą ir kt kitą
Absorberio valymas nėra pigus. Tai žymiai padidina perdirbto kuro kainą. Tačiau daugkartinis amino tirpalo naudojimas instaliacijoje leidžia sumažinti išlaidas.
Absorbcijos įrenginys, skirtas vandenilio sulfidui išgauti iš dujų
Valymo įrenginių kompleksas užmiestyje
Išplėstiniai dujų valymo kompleksai
Gamtinių dujų valymo įrenginių vamzdynas
Monoetanolamino vandeninio tirpalo koncentracija parenkama empiriškai, remiantis atliktais tyrimais, ji paimama tam tikro lauko dujoms išvalyti. Renkantis procentą reagento atsižvelgiama į jo gebėjimą atlaikyti agresyvų vandenilio sulfido poveikį metalo sistemos komponentams.
Įprastas absorbento kiekis paprastai yra nuo 15 iki 20%. Tačiau dažnai atsitinka taip, kad koncentracija padidinama iki 30% arba sumažėja iki 10%, priklausomai nuo to, koks turi būti gryninimo laipsnis. Tie. kokiu tikslu, šildant ar gaminant polimerinius junginius, bus naudojamos dujos.
Atkreipkite dėmesį, kad padidėjus aminų junginių koncentracijai, sumažėja vandenilio sulfido korozinis potencialas. Tačiau reikia atsižvelgti į tai, kad šiuo atveju reagento sunaudojimas padidėja. Dėl to padidėja apdorotų komercinių dujų kaina.
Pagrindinis valymo įrenginio įrenginys yra disko arba supakuotos versijos absorberis. Tai vertikaliai orientuotas aparatas, kuris atrodo kaip mėgintuvėlis, kurio viduje yra purkštukai ar plokštelės. Apatinėje jo dalyje yra įvadas žaliavinių dujų mišiniui tiekti, o viršutinėje dalyje - išleidimo anga šveitikliui.
Jei dujos, kurias reikia valyti įrenginyje, yra pakankamai slėgio, kad reagentas patektų į šilumokaitį, o paskui į nuėmimo kolonėlę, procesas vyksta nedalyvaujant siurbliui. Jei slėgio nepakanka proceso tėkmei, nutekėjimą skatina siurbimo technologija.
Dujų srautas, praėjęs per įleidimo separatorių, įpurškiamas į apatinę absorberio sekciją. Tada jis praeina per padėklus ar purkštukus, esančius kūno viduryje, ant kurių nusėda teršalai. Purkštukai, visiškai sudrėkinti amino tirpalu, yra atskirti tinkleliais, kad reagentas pasiskirstytų tolygiai.
Tada nuo užteršimo išvalytas mėlynas kuras siunčiamas į šveitiklį. Šis prietaisas gali būti prijungtas prie perdirbimo grandinės po absorberio arba viršutinėje jo dalyje.
Panaudotas tirpalas teka žemyn absorberio sienomis ir siunčiamas į nuėmimo kolonėlę - nuėmiklį su katilu. Ten tirpalas išvalomas iš garų, išsiskiriančių verdančio vandens metu, kad būtų sugrąžintas atgal į įrenginį.
Regeneruotas, t.y. išlaisvintas iš vandenilio sulfido junginių, tirpalas patenka į šilumokaitį. Jame skystis atšaldomas perduodant šilumą kitai užteršto tirpalo daliai, po to jis pumpuojamas į šaldytuvą, kad būtų visiškai atvėsintas ir kondensuotas garas.
Atvėsęs absorbcinis tirpalas tiekiamas atgal į absorberį. Taip reagentas cirkuliuoja per įrenginį. Jo garai taip pat atšaldomi ir išvalomi nuo rūgščių priemaišų, po to papildo reagento atsargas.
Dažniausiai dujų valymo schemos naudojamos su monoetanolaminu ir dietanolaminu. Šie reagentai leidžia iš mėlynojo kuro išgauti ne tik vandenilio sulfidą, bet ir anglies dioksidą.
Jei reikia tuo pačiu metu pašalinti CO iš apdorotų dujų2 ir H.2S, atliekamas dviejų pakopų valymas. Jį sudaro du tirpalai, kurie skiriasi koncentracija. Ši parinktis yra ekonomiškesnė nei vieno žingsnio valymas.
Pirma, dujinis kuras valomas stipria kompozicija, kurios reagentų kiekis yra 25-35%. Tada dujos apdorojamos silpnu vandeniniu tirpalu, kuriame veikliosios medžiagos yra tik 5-12%. Dėl to ir šiurkštus, ir smulkus valymas atliekamas minimaliai sunaudojant tirpalo ir pagrįstai panaudojant susidariusią šilumą.
Keturi valymo variantai su alkonolaminais
Alkonolaminai arba amino alkoholiai yra medžiagos, kuriose yra ne tik amino grupė, bet ir hidroksi grupė.
Gamtinių dujų valymo alkanolaminais įrenginių ir technologijų konstrukcija daugiausia skiriasi absorbuojančios medžiagos tiekimo metodu. Yra keturi pagrindiniai metodai, dažniausiai naudojami dujų valymui naudojant šio tipo aminą.
Pirmasis būdas. Tai iš anksto nustato aktyvaus tirpalo tiekimą vienu srautu iš viršaus. Visas absorbento tūris nukreipiamas į viršutinį įrenginio dėklą. Valymas vyksta ne aukštesnėje kaip 40 ° C temperatūroje.
Paprasčiausias valymo būdas apima aktyvaus tirpalo tiekimą vienu srautu. Ši technika naudojama, jei dujose yra nedidelis priemaišų kiekis.
Ši technika dažniausiai naudojama šviesos užteršimui vandenilio sulfido junginiais ir anglies dioksidu. Šiuo atveju bendras šiluminis poveikis komercinėms dujoms gaminti paprastai yra mažas.
Antras būdas. Šis apdorojimo būdas naudojamas, kai dujiniame kure yra daug vandenilio sulfido junginių.
Šiuo atveju reaktyvusis tirpalas tiekiamas į dvi sroves. Pirmasis, kurio tūris yra apie 65–75% visos masės, siunčiamas į įrenginio vidurį, antrasis tiekiamas iš viršaus.
Amino tirpalas teka žemyn padėklais ir susiduria su kylančiomis dujų srovėmis, kurios pumpuojamos į apatinį absorbcijos įrenginio dėklą. Prieš patiekiant, tirpalas pašildomas iki ne aukštesnės kaip 40 ° C temperatūros, tačiau dujų sąveikos su aminu metu temperatūra žymiai pakyla.
Kad valymo efektyvumas nesumažėtų dėl padidėjusios temperatūros, šilumos perteklius pašalinamas kartu su vandenilio sulfido prisotintu atliekų tirpalu. Įrenginio viršuje srautas atšaldomas, kad kartu su kondensatu išgautų rūgščių komponentų likučius.
Antrasis ir trečiasis aprašyti metodai iš anksto nustato absorbcijos tirpalo tiekimą dviem srautais. Pirmuoju atveju reagentas tiekiamas toje pačioje temperatūroje, antruoju - skirtinga
Tai ekonomiškas būdas sumažinti energijos ir aktyvaus tirpalo suvartojimą. Papildomas šildymas neatliekamas jokiame etape. Technologiškai tai yra dviejų lygių valymas, leidžiantis paruošti komercines dujas tiekti į pagrindinę liniją su mažiausiu nuostoliu.
Trečias būdas. Tai apima absorberio pristatymą į valymo įrenginį dviem skirtingų temperatūrų srautais. Šis metodas naudojamas, jei, be vandenilio sulfido ir anglies dioksido, žaliavinėse dujose taip pat yra CS2ir COS.
Vyraujanti absorberio dalis, maždaug 70–75%, įkaista iki 60–70 ° C, o likusi dalis-tik iki 40 ° C. Srautai tiekiami į absorberį taip pat, kaip ir aukščiau aprašytu atveju: iš viršaus ir į vidurį.
Suformavus zoną su aukšta temperatūra, galima greitai ir efektyviai pašalinti organinius teršalus iš dujų masės valymo kolonėlės apačioje. Viršuje anglies dioksidas ir vandenilio sulfidas nusodinami standartinės temperatūros aminu.
Ketvirtas būdas. Ši technologija iš anksto nustato vandeninio amino tirpalo tiekimą dviem srautais su skirtingu regeneracijos laipsniu. Tai yra, vienas tiekiamas nerafinuotas, turintis vandenilio sulfido intarpų, antrasis - be jų.
Pirmasis srautas negali būti vadinamas visiškai užterštu. Jame yra tik iš dalies rūgščių komponentų, nes kai kurie iš jų pašalinami aušinant iki + 50 ° / + 60 ° C šilumokaityje. Ši tirpalo srovė paimama iš striptizo apačios, atvėsinama ir nukreipiama į kolonos vidurį.
Kadangi dujiniuose degaluose yra daug vandenilio sulfido ir anglies dioksido komponentų, valymas atliekamas dviem tirpalais, turinčiais skirtingą regeneracijos laipsnį.
Giliai išvaloma tik ta tirpalo dalis, kuri pumpuojama į viršutinį įrenginio sektorių. Šio srauto temperatūra paprastai neviršija 50 ° C. Čia atliekamas smulkus dujinio kuro valymas. Ši schema leidžia sumažinti išlaidas bent 10%, sumažinant garo suvartojimą.
Akivaizdu, kad valymo metodas pasirenkamas atsižvelgiant į organinių teršalų buvimą ir ekonomines galimybes. Bet kokiu atveju, technologijų įvairovė leidžia pasirinkti geriausią variantą. Tame pačiame amininių dujų valymo įrenginyje gali būti keičiamas valymo laipsnis, gaunamas mėlynas kuras su reikiamu dujiniai katilai, krosnių, šildytuvų charakteristikos.
Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema
Šis vaizdo įrašas supažindins jus su vandenilio sulfido gavybos specifika iš susijusių dujų, gaminamų kartu su nafta naftos gręžinyje:
Vaizdo įraše bus pateiktas įrenginys, skirtas mėlynam kurui valyti iš vandenilio sulfido ir gaminant elementinę sierą tolesniam perdirbimui:
Šio vaizdo įrašo autorius jums pasakys, kaip namuose atsikratyti vandenilio sulfido iš biodujų:
Renkantis dujų valymo metodą, visų pirma vadovaujamasi konkrečios problemos sprendimu. Menininkas turi du būdus: vadovautis patikrinta schema arba teikti pirmenybę kažkam naujam. Tačiau pagrindinė gairė vis tiek turėtų būti ekonominė galimybė, išlaikant kokybę ir gaunant pageidaujamą apdorojimo laipsnį.
