Svovelforbindelser i forskjellige proporsjoner finnes i naturgass som utvinnes fra feltene for levering til forbrukeren via rørledninger. Hvis du ikke blir kvitt dem, vil aggressive stoffer ødelegge rørledningen, gjøre beslagene ubrukelige. I tillegg frigjør forbrenning av forurenset blått drivstoff toksiner.
For å unngå negative konsekvenser utføres amingassrensing fra hydrogensulfid. Dette er den enkleste og rimeligste måten å skille skadelige komponenter fra et brennbart mineral. Vi vil fortelle deg hvordan prosessen med å skille svovelinneslutninger forløper, hvordan rensingsenheten fungerer og fungerer.
Innholdet i artikkelen:
- Formål med rengjøring av fossilt brensel
- Eksisterende metoder for separering av hydrogensulfid
- Slik fungerer en typisk installasjon
- Fire rengjøringsalternativer med alkonolaminer
- Konklusjoner og nyttig video om temaet
Formål med rengjøring av fossilt brensel
Gass er det mest populære drivstoffet. Det tiltrekker seg den rimeligste prisen og forårsaker minst mulig skade på miljøsituasjonen. De udiskutable fordelene inkluderer enkelheten i kontrollen av forbrenningsprosessen og muligheten til å sikre alle trinn i drivstoffbehandlingen i løpet av oppnåelse av termisk energi.
Imidlertid blir naturlig gassformig fossil ikke utvunnet i sin rene form, fordi samtidig med gassekstraksjon fra brønnen pumpes assosierte organiske forbindelser ut. Den vanligste av dem er hydrogensulfid, hvis innhold varierer fra tiendedeler til ti prosent eller mer, avhengig av feltet.
Bildegalleri
Foto fra
Naturgass er den mest utbredte og mest etterspurte typen drivstoff, hvis popularitet ikke bare er basert på prisens overkommelighet
De fleste husholdningsovner og matlagingsenheter i næringsmiddelindustrien går på hovedgass
Det beste alternativet for oppvarming av store industriforetak er gass. Det gjør minst skade på det naturlige miljøet, avgir ikke sot og uløselige forbrenningsprodukter
Ved tilberedning av varmt vann og oppvarming av private hus / leiligheter, er små og mellomstore kommersielle anlegg, verksteder, gasskjeler oftest involvert
Gass brukes til å oppnå den nødvendige temperaturen på arbeidsmiljøet i kjemisk industri og næringsmiddelindustri
Naturgass er nødvendig for å skaffe industrigasser, som deretter brukes i sveising, i strømforsyningen til forskjellige varmeovner
Hovedgass brukes som et verdifullt råstoff for produksjon av mange kjemiske forbindelser, hvorfra alle typer polymerprodukter blir laget
Uavhengig av formålet med bruk av naturgass, må den renses for hydrogensulfid og andre organiske forbindelser før den leveres til rørledningen.
Naturgass er det vanligste drivstoffet
Bruke gass i matlaging
Bruk av gass i oppvarming av industrielle virksomheter
Atmosfærisk gassfyrbrenner
Bruk av gass i industrielle prosesser
Industriell gassproduksjon
Bruk av gass som råstoff i kjemisk industri
Gasstransport gjennom gassrørledningen
Hydrogensulfid er giftig, miljøfarlig og skadelig for katalysatorer som brukes i gassbehandling. Som vi allerede har bemerket, er denne organiske forbindelsen ekstremt aggressiv mot stålrør og metallventiler.
Naturligvis korroderer det private systemet og hovedgassledningen, hydrogensulfid fører til lekkasjer av blått drivstoff og relatert til dette faktum ekstremt negative, risikable situasjoner. For å beskytte forbrukeren fjernes helsefarlige forbindelser fra sammensetningen av det gassformige drivstoffet allerede før det leveres til rørledningen.
I henhold til standardene for hydrogensulfidforbindelser i gassen som transporteres gjennom rørene, kan den ikke overstige 0,02 g / m³. Imidlertid er det faktisk mange flere av dem. For å oppnå verdien regulert av GOST 5542-2014, er rengjøring nødvendig.
Eksisterende metoder for separering av hydrogensulfid
I tillegg til at hydrogensulfidet råder mot bakgrunnen for andre urenheter, kan blått drivstoff inneholde andre skadelige forbindelser. Du finner i den karbondioksid, lette merkaptaner og karbonsulfid. Men direkte vil hydrogensulfid alltid seire.
Bildegalleri
Foto fra
Tilstedeværelsen av organiske urenheter i naturgass er hovedårsaken til korrosjon av stålrørledninger og beslag. Resultatene er beklagelige
På grunn av rustens utseende blir veggene i gassrøret tynnere. Som et resultat går tetthet tapt. I beste fall vil gasslekkasjer pådra seg kostnader, i verste fall - eksplosjoner og forgiftning
Rusten som vises i rørledningen vil raskt spre seg til avstengningsventilene. Rustne kraner og ventiler kan ikke lukkes i en farlig situasjon eller for reparasjon
På grunn av rust vil det oppstå en lettelse inne i rørene, selv en delvis overlapping av ruten kan dannes. Resultatet av det nevnte negative kan være en eksplosjon, en av årsakene til dette er ofte ustabiliteten i trykket i gasssystemet.
Korrosjon inne i gassrøret
Tap av tetthet i gassledningen
Rusting av stålbeslagene i gassrørledningen
Gasseksplosjon på grunn av ustabilt trykk
Det skal bemerkes at noe ubetydelig innhold av svovelforbindelser i det rensede gassformige drivstoffet er tillatt. Det spesifikke tallet på toleransen avhenger av formålene som gassen produseres for. For eksempel, for produksjon av etylenoksyd, må det totale svovelinnholdet være mindre enn 0,0001 mg / m³.
Rengjøringsmetoden velges basert på ønsket resultat.
Alle eksisterende metoder er delt inn i to grupper:
- Sorpsjon. De består i absorpsjon av hydrogensulfidforbindelser med et fast (adsorpsjon) eller flytende (absorpsjon) reagens, etterfulgt av frigjøring av svovel eller dets derivater. Etter det blir de skadelige urenhetene som frigjøres fra gassen kastet eller resirkulert.
- Katalytisk. De består i oksidasjon eller reduksjon av hydrogensulfid med omdannelse til elementært svovel. Prosessen utføres i nærvær av katalysatorer - stoffer som stimulerer løpet av en kjemisk reaksjon.
Adsorpsjon innebærer oppsamling av hydrogensulfid ved å konsentrere det på overflaten av et fast stoff. Oftest brukes granulære materialer basert på aktivert karbon eller jernoksid i adsorpsjonsprosessen. Det store overflatearealet som er karakteristisk for kornene maksimerer retensjonen av svovelmolekyler.
Alle rensemetoder for blått drivstoff er delt inn i sorpsjon og katalytisk. Rengjøringsutstyr er fokusert på prinsippet om bruk av en bestemt teknologi. Imidlertid er det installasjoner der flere metoder kombineres, på grunn av hvilken kompleks rengjøring utføres.
Absorpsjonsteknologien er forskjellig ved at gassformige hydrogensulfidforurensninger oppløses i et aktivt flytende stoff. Som et resultat passerer gassformige forurensninger inn i væskefasen. Deretter fjernes de isolerte skadelige komponentene ved stripping, ellers desorpsjon, på denne måten fjernes de fra den reaktive væsken.
Til tross for at adsorpsjonsteknologien refererer til "tørre prosesser" og lar deg produsere fin rensing av blått drivstoff, i fjerning av forurensning fra naturgass brukes oftere absorpsjon. Innsamling og eliminering av hydrogensulfidforbindelser ved bruk av flytende absorbere er mer lønnsomt og hensiktsmessig.
Den mest populære typen adsorber er aktivert karbon, brukt i form av kapsler eller korn. Overflaten på hvert element "absorberer" hydrogensulfid og andre organiske inneslutninger
Absorpsjonsmetodene som brukes ved gassrensing er delt inn i følgende tre grupper:
- Kjemisk. De produseres ved hjelp av løsningsmidler som fritt reagerer med sure hydrogensulfidforurensninger. Etanolaminer eller alkanolaminer har den høyeste absorpsjonsevnen blant kjemiske sorbenter.
- Fysisk. De utføres ved fysisk oppløsning av gassformig hydrogensulfid i en flytende absorber. Dessuten, jo høyere partieltrykk av den gassformige forurensningen er, desto raskere går oppløsningen. Metanol, propylenkarbonat, etc. brukes som absorber.
- Kombinert. I den blandede versjonen av hydrogensulfidekstraksjon er begge teknologiene involvert. Hovedarbeidet utføres ved absorpsjon, og fin tilleggsbehandling utføres av adsorbenter.
I et halvt århundre var den mest etterspurte og populære teknologien for utvinning og fjerning av fossilt brensel hydrogensulfid og kolsyre er en kjemisk gassrensing ved bruk av et aminsorbent som brukes i form av en vandig løsning.
Sorpsjonsmetoder for naturlig drivstoffrensing er basert på evnen til faste og flytende stoffer reagerer med hydrogensulfid og andre organiske urenheter, og frigjør dem derved fra blandingen gass
Aminteknologi er mer egnet for håndtering av store mengder gass fordi:
- Mangel på underskudd. Reagenser kan alltid kjøpes i den mengden som kreves for rensing.
- Akseptabel sugeevne. Aminer er sterkt absorberende. Av alle stoffene som brukes, er det bare de som er i stand til å fjerne 99,9% av hydrogensulfid fra gassen.
- Prioriterte egenskaper. Vandige aminløsninger kjennetegnes ved maksimal akseptabel viskositet, damptetthet, termisk og kjemisk stabilitet og lav varmekapasitet. Deres egenskaper sikrer best mulig absorpsjonsprosess.
- Ingen toksisitet av reaktive stoffer. Dette er et viktig argument som overbeviser folk om å ty til aminmetoden.
- Selektivitet. Kvalitet som kreves for selektiv absorpsjon. Den lar de nødvendige reaksjonene utføres sekvensielt i den rekkefølgen som kreves for optimale resultater.
Etanolaminer som brukes i kjemiske metoder for gassrensing fra hydrogensulfid og karbondioksid inkluderer monoetanolaminer (MEA), dietanolaminer (DEA), trietanolaminer (TEA). Videre fjernes stoffer med prefikser mono- og di- fra gassen og H2S og CO2. Men det tredje alternativet bidrar til å fjerne bare hydrogensulfid.
Ved selektiv rengjøring av blått drivstoff brukes metyldietanolaminer (MDEA), diglykolaminer (DHA), diisopropanolaminer (DIPA). Selektive absorbenter brukes hovedsakelig i utlandet.
Naturligvis ideelle absorbenter for å oppfylle alle rengjøringskrav før levering til systemet gassoppvarming og tilbudet av annet utstyr eksisterer ikke ennå. Hvert løsningsmiddel har noen plusser sammen med minuser. Når de velger et reaktivt stoff, bestemmer de ganske enkelt det som er best egnet fra en rekke foreslåtte.
Slik fungerer en typisk installasjon
Maksimal absorpsjonskapasitet i forhold til H2S er preget av en løsning av monoetanolamin. Imidlertid har dette reagenset et par betydelige ulemper. Det kjennetegnes ved et ganske høyt trykk og evnen til å lage irreversible forbindelser med karbonsulfid under driften av amingassrensingsenheten.
Den første ulempen elimineres ved spyling, som følge av at amindampen absorberes delvis. Den andre oppstår sjelden under behandling av feltgasser.
Bildegalleri
Foto fra
Ekstraksjon av hydrogensulfid og tilhørende organiske komponenter fra naturlig fossilt brensel utføres ved absorpsjonsanlegg
Installasjoner kan bygges nær feltet, installeres på ruten eller foran inngangen til gassbehandlingsanlegget. Uansett blir rengjøring utført før du leverer gassformig drivstoff til forbrukeren.
Gassrensingstiltak og utstyr som brukes blir stadig forbedret. Hvis svovelet som ble skilt fra sammensetningen av den naturlige gassformige blandingen tidligere bare ble benyttet tidligere, er det nå lagres og sendes til produksjon av svovelsyre, papir, karbondioksid, tørris, gummi og mer en annen
Absorber rengjøring er ikke billig. Det øker kostnadene for det bearbeidede drivstoffet betydelig. Imidlertid lar flerbruken av aminløsningen i installasjonen deg redusere kostnadene.
Absorpsjonsanlegg for utvinning av hydrogensulfid fra gass
Et kompleks av renseanlegg på motorveien
Avanserte gassbehandlingskomplekser
Rørledning for naturgassbehandlingsanlegg
Konsentrasjonen av en vandig løsning av monoetanolamin velges empirisk, basert på studiene som er utført, er det tatt for å rense gass fra et bestemt felt. Valget av prosentandelen av reagenset tar hensyn til dets evne til å motstå de aggressive effektene av hydrogensulfid på metallkomponentene i systemet.
Typisk absorberende innhold er vanligvis i området fra 15 til 20%. Imidlertid skjer det ofte at konsentrasjonen økes til 30% eller reduseres til 10%, avhengig av hvor høy rensingsgraden skal være. De. for hvilket formål, ved oppvarming eller i produksjon av polymerforbindelser, vil gass bli brukt.
Vær oppmerksom på at en økning i konsentrasjonen av aminforbindelser reduserer korroderende potensial for hydrogensulfid. Men det må tas i betraktning at forbruket av reagensen i dette tilfellet øker. Følgelig stiger kostnaden for den behandlede kommersielle gassen.
Hovedenheten til renseanlegget er absorbatoren til skiven eller den pakkede versjonen. Det er et vertikalt orientert apparat som ser ut som et reagensrør med dyser eller plater plassert inni. I den nedre delen er det et innløp for tilførsel av rågassblandingen, og i den øvre delen er det et utløp til skrubberen.
Hvis gassen som skal rengjøres i installasjonen er under tilstrekkelig trykk for passering av reagenset til varmeveksleren og deretter til strippekolonnen, skjer prosessen uten deltakelse av en pumpe. Hvis trykket ikke er nok for prosessen, blir utstrømningen stimulert av pumpeteknologi.
Gassstrømmen, etter å ha passert gjennom innløpsskilleren, injiseres i den nedre delen av absorbatoren. Den passerer deretter gjennom brett eller dyser som ligger i midten av kroppen, hvor forurensninger legger seg. Dysene, fullstendig fuktet med aminoppløsning, separeres med rutenett for jevn fordeling av reagenset.
Deretter sendes det blå drivstoffet som er renset for forurensning, til skuremaskinen. Denne enheten kan kobles til resirkuleringskretsen etter absorberen eller plassert i den øvre delen av den.
Den brukte løsningen renner nedover absorbatorens vegger og sendes til strippekolonnen - en stripper med en kjele. Der renses løsningen fra de absorberte forurensningene ved at dampene frigjøres under kokende vann for å komme tilbake til installasjonen.
Regenerert, dvs. løsningen fra hydrogensulfidforbindelser renner løsningen inn i varmeveksleren. I den avkjøles væsken i prosessen med å overføre varme til neste del av den forurensede løsningen, hvoretter den pumpes inn i kjøleskapet av en pumpe for fullstendig avkjøling og kondensering av damp.
Den avkjølte absorberende løsningen føres tilbake til absorbatoren. Slik sirkulerer reagensen gjennom installasjonen. Dampene blir også avkjølt og renset fra sure urenheter, hvoretter de fyller på reagensforsyningen.
Oftest brukes gassrensingsordninger med monoetanolamin og dietanolamin. Disse reagensene gjør det mulig å ekstrahere ikke bare hydrogensulfid, men også karbondioksid fra det blå drivstoffet.
Hvis det er nødvendig å fjerne CO samtidig fra den behandlede gassen2 og H.2S, to-trinns rengjøring utføres. Den består i bruk av to løsninger, forskjellige i konsentrasjon. Dette alternativet er mer økonomisk enn ett-trinns rengjøring.
Først rengjøres gassformig drivstoff med en sterk sammensetning med et reagensinnhold på 25-35%. Deretter behandles gassen med en svak vandig løsning, der den aktive substansen bare er 5-12%. Som et resultat utføres både grov og fin rengjøring med et minimalt forbruk av løsning og en rimelig bruk av den genererte varmen.
Fire rengjøringsalternativer med alkonolaminer
Alkonolaminer eller aminoalkoholer er stoffer som ikke bare inneholder en amingruppe, men også en hydroksygruppe.
Utformingen av installasjoner og teknologier for rensing av naturgass med alkanolaminer er hovedsakelig forskjellig i metoden for tilførsel av det absorberende stoffet. Det er fire hovedmetoder som oftest brukes i gassrensing ved bruk av denne typen amin.
Den første måten. Det forhåndsbestemmer tilførselen av den aktive løsningen i en strøm fra toppen. Hele volumet av absorberende stoff er rettet mot installasjonens øvre brett. Rengjøringsprosessen finner sted ved en temperaturbakgrunn som ikke er høyere enn 40 ° C.
Den enkleste rengjøringsmetoden innebærer å mate den aktive løsningen i en strøm. Denne teknikken brukes hvis det er en liten mengde urenheter i gassen.
Denne teknikken brukes vanligvis for lett forurensning med hydrogensulfidforbindelser og karbondioksid. I dette tilfellet er den totale termiske effekten for produksjon av kommersiell gass som regel lav.
Andre måte. Dette behandlingsalternativet brukes når det er et høyt innhold av hydrogensulfidforbindelser i gassformig brensel.
I dette tilfellet mates den reaktive løsningen inn i to strømmer. Den første, med et volum på omtrent 65-75% av den totale massen, sendes til midten av installasjonen, den andre leveres ovenfra.
Aminløsningen renner ned i brettene og møter de stigende gassstrømmene som pumpes inn i den nedre brettet på absorpsjonsenheten. Før servering blir oppløsningen oppvarmet til ikke mer enn 40 ° C, men under samspillet mellom gassen og amin stiger temperaturen betydelig.
For å forhindre at rengjøringseffektiviteten synker på grunn av en temperaturøkning, fjernes overflødig varme sammen med avfallsløsningen mettet med hydrogensulfid. Og på toppen av enheten avkjøles strømmen for å trekke ut restene av sure komponenter sammen med kondensat.
Den andre og tredje av de beskrevne metodene forutbestemmer tilførselen av absorpsjonsløsningen i to strømmer. I det første tilfellet leveres reagenset ved samme temperatur, i det andre - ved forskjellige
Det er en økonomisk måte å redusere forbruket av både energi og aktiv løsning. Tilleggsvarme utføres ikke på noe tidspunkt. Teknologisk er det en to-trinns rensing, som gjør det mulig å forberede kommersiell gass for tilførsel til hovedledningen med minst mulig tap.
Tredje måte. Det innebærer levering av absorberen til rengjøringsenheten i to strømmer med forskjellige temperaturer. Teknikken brukes hvis det i tillegg til hydrogensulfid og karbondioksid også er CS i rågassen2og COS.
Den dominerende delen av absorberen, omtrent 70-75%, varmes opp til 60-70 ° C, og den resterende delen bare opp til 40 ° C. Strømmene tilføres absorbatoren på samme måte som i det ovenfor beskrevne tilfellet: fra toppen og inn på midten.
Dannelsen av en sone med høy temperatur gjør det mulig å raskt og effektivt fjerne organiske forurensninger fra gassmassen i bunnen av rensekolonnen. Og på toppen utfelles karbondioksid og hydrogensulfid av et amin med standardtemperatur.
Fjerde måte. Denne teknologien forutbestemmer tilførselen av en vandig aminløsning i to strømmer med forskjellige grader av regenerering. Det vil si at den ene leveres uraffinert, inneholdende hydrogensulfidinneslutninger, den andre uten dem.
Den første strømmen kan ikke kalles fullstendig forurenset. Den inneholder bare delvis sure komponenter, fordi noen av dem fjernes under avkjøling til + 50 ° / + 60 ° C i varmeveksleren. Denne oppløsningsstrøm tas fra bunnen av stripperen, avkjøles og ledes til midten av kolonnen.
Med et betydelig innhold av hydrogensulfid og karbondioksidkomponenter i gassformig drivstoff, utføres rengjøring med to strømmer av løsning med forskjellige grader av regenerering
Bare den delen av løsningen som pumpes inn i den øvre delen av installasjonen er grundig rengjort. Temperaturen til denne strømmen overstiger vanligvis ikke 50 ° C. Det er her finrengjøringen av gassformige drivstoff utføres. Denne ordningen lar deg redusere kostnadene med minst 10% ved å redusere dampforbruket.
Det er klart at rengjøringsmetoden er valgt basert på tilstedeværelsen av organiske forurensninger og økonomisk gjennomførbarhet. Uansett lar en rekke teknologier deg velge det beste alternativet. På den samme amingassbehandlingsenheten kan rensegraden varieres, og man får et blått drivstoff med det nødvendige gasskjeler, ovner, ovner egenskaper.
Konklusjoner og nyttig video om temaet
Følgende video vil gjøre deg kjent med detaljene ved ekstraksjon av hydrogensulfid fra tilhørende gass produsert sammen med olje fra en oljebrønn:
Installasjonen for rensing av blått drivstoff fra hydrogensulfid med produksjon av elementært svovel for videre behandling vil bli presentert av videoen:
Forfatteren av denne videoen vil fortelle deg hvordan du kan bli kvitt hydrogensulfid fra biogass hjemme:
Valget av en gassrensemetode er først og fremst fokusert på å løse et spesifikt problem. Artisten har to måter: å følge et velprøvd opplegg, eller å foretrekke noe nytt. Imidlertid bør hovedretningslinjen fortsatt være økonomisk gjennomførbarhet, samtidig som kvaliteten opprettholdes og den ønskede behandlingsgraden oppnås.
