Žveplove spojine v različnih deležih vsebujejo zemeljski plin, pridobljen s polj za dostavo potrošnikom po cevovodih. Če se jih ne znebite, bodo agresivne snovi uničile cevovod, zaradi česar bodo fitingi neuporabni. Poleg tega se pri izgorevanju onesnaženega modrega goriva sproščajo toksini.
Da bi se izognili negativnim posledicam, izvedemo čiščenje plina amina iz vodikovega sulfida. To je najlažji in najcenejši način za ločevanje škodljivih sestavin od vnetljivega minerala. Povedali vam bomo, kako poteka postopek ločevanja žveplovih vključkov, kako je urejena in deluje čistilna enota.
Vsebina članka:
- Namen čiščenja fosilnih goriv
- Obstoječe metode za ločevanje vodikovega sulfida
- Kako deluje tipična namestitev
- Štiri možnosti čiščenja z alkoholamini
- Zaključki in uporaben video na to temo
Namen čiščenja fosilnih goriv
Plin je najbolj priljubljeno gorivo. Pritegne z najugodnejšo ceno in povzroči najmanj škode za okoljske razmere. Nesporne prednosti vključujejo enostavnost nadzora procesa zgorevanja in zmožnost zavarovanja vseh stopenj predelave goriva pri pridobivanju toplotne energije.
Vendar se naravni plinasti fosil ne kopa v čisti obliki, ker hkrati z ekstrakcijo plina iz vrtine se izčrpajo povezane organske spojine. Najpogostejši med njimi je vodikov sulfid, katerega vsebnost je odvisna od polja od desetin do deset odstotkov ali več.
Galerija slik
Fotografija od
Zemeljski plin je najbolj razširjena in najbolj zahtevana vrsta goriva, katere priljubljenost ne temelji le na cenovni dostopnosti
Večina gospodinjskih peči in kuhalnih enot v živilski industriji deluje na glavni plin
Najboljša možnost za ogrevanje velikih industrijskih podjetij je plin. Najmanj škoduje naravnemu okolju, ne oddaja saj in netopnih produktov zgorevanja
Plinski kotli se najpogosteje uporabljajo pri pripravi tople vode in ogrevanju zasebnih hiš / stanovanj, malih in srednje velikih poslovnih zgradb, delavnic.
Plin se uporablja za doseganje zahtevane temperature delovnega okolja v kemični in živilski industriji
Zemeljski plin je potreben za pridobivanje industrijskih plinov, ki se nato uporabljajo pri varjenju, pri napajanju različnih grelnikov
Glavni plin se uporablja kot dragocena surovina za proizvodnjo številnih kemičnih spojin, iz katerih se nato izdelujejo vse vrste polimernih izdelkov
Ne glede na namen uporabe zemeljskega plina ga je treba pred dostavo v cevovod očistiti iz vodikovega sulfida in drugih organskih spojin.
Zemeljski plin je najpogostejše gorivo
Uporaba plina pri kuhanju
Uporaba plina pri ogrevanju industrijskih podjetij
Gorilnik kotla na atmosferski plin
Uporaba plina v industrijskih procesih
Proizvodnja industrijskih plinov
Uporaba plina kot surovine v kemični industriji
Prevoz plina po plinovodu
Vodikov sulfid je strupen, okolju nevaren in škodljiv za katalizatorje, ki se uporabljajo pri predelavi plina. Kot smo že omenili, je ta organska spojina izjemno agresivna do jeklenih cevi in kovinskih ventilov.
Seveda razjeda zasebni sistem in glavni plinovod, vodikov sulfid vodi do puščanja modrega goriva in je s tem povezan v izjemno negativnih, tveganih situacijah. Za zaščito potrošnika se iz sestave plinastega goriva odstranijo zdravju škodljive spojine, še preden se ta dostavi v cevovod.
V skladu s standardi vodikovih sulfidnih spojin v plinu, ki se prevaža po ceveh, ne sme presegati 0,02 g / m³. Vendar pa jih je v resnici veliko več. Za dosego vrednosti, ki jo ureja GOST 5542-2014, je potrebno čiščenje.
Obstoječe metode za ločevanje vodikovega sulfida
Poleg vodikovega sulfida, ki prevladuje v ozadju drugih nečistoč, lahko modro gorivo vsebuje tudi druge škodljive spojine. V njem lahko najdete ogljikov dioksid, lahke merkaptane in ogljikov sulfid. Toda neposredno bo vodikov sulfid vedno prevladoval.
Galerija slik
Fotografija od
Prisotnost organskih nečistoč v zemeljskem plinu je glavni vzrok korozije jeklenih cevovodov in fitingov. Njeni rezultati so obžalovanja vredni
Zaradi pojava rje se stene plinske cevi tanjšajo. Posledično se izgubi tesnost. V najboljšem primeru bo puščanje plina povzročilo stroške, v najslabšem primeru - eksplozije in zastrupitve
Rja, ki se pojavi v cevovodu, se bo hitro razširila na zaporne ventile. Zarjavelih pip in ventilov ni mogoče zapreti v nevarni situaciji ali za popravilo
Zaradi rje se bo znotraj cevi pojavil relief, lahko nastane celo delno prekrivanje poti. Posledica zgoraj omenjenega negativa je lahko eksplozija, eden od razlogov za to je pogosto nestabilnost tlaka v plinskem sistemu.
Korozija znotraj plinske cevi
Izguba tesnosti plinovoda
Rjavenje jeklene armature plinovoda
Eksplozija plina zaradi nestabilnega tlaka
Treba je opozoriti, da je v prečiščenem plinastem gorivu dopustna neznatna vsebnost žveplovih spojin. Posebna vrednost tolerance je odvisna od namenov, za katere se proizvaja plin. Na primer, za proizvodnjo etilen oksida mora biti skupna vsebnost žvepla manjša od 0,0001 mg / m³.
Način čiščenja je izbran na podlagi zahtevanega rezultata.
Vse obstoječe metode so razdeljene v dve skupini:
- Sorpcija. Sestavljeni so v absorpciji spojin vodikovega sulfida s trdnim (adsorpcijskim) ali tekočim (absorpcijskim) reagentom, čemur sledi sproščanje žvepla ali njegovih derivatov. Po tem se škodljive nečistoče, ki se sproščajo iz plina, odstranijo ali reciklirajo.
- Katalitično. Sestavljajo jih oksidacija ali redukcija vodikovega sulfida s preoblikovanjem v elementarno žveplo. Postopek poteka v prisotnosti katalizatorjev - snovi, ki spodbujajo potek kemične reakcije.
Adsorpcija vključuje zbiranje vodikovega sulfida s koncentracijo na površini trdne snovi. Najpogosteje se v procesu adsorpcije uporabljajo zrnati materiali na osnovi aktivnega oglja ali železovega oksida. Velika površina, značilna za zrna, poveča zadrževanje molekul žvepla.
Vse metode čiščenja modrega goriva so razdeljene na sorpcijske in katalitske. Čistilna oprema je osredotočena na načelo delovanja določene tehnologije. Vendar pa obstajajo naprave, v katerih je kombiniranih več metod, zaradi katerih se izvaja kompleksno čiščenje.
Tehnologija absorpcije se razlikuje po tem, da se plinaste nečistoče vodikovega sulfida raztopijo v aktivni tekoči snovi. Posledično plinasti onesnaževalci preidejo v tekočo fazo. Nato izolirane škodljive sestavine odstranimo z odstranjevanjem, sicer desorpcijo, na ta način jih odstranimo iz reaktivne tekočine.
Kljub temu, da se adsorpcijska tehnologija nanaša na "suhe procese" in vam omogoča proizvodnjo fino čiščenje modrega goriva, pri odstranjevanju onesnaženja iz zemeljskega plina se pogosteje uporablja absorpcijo. Zbiranje in odstranjevanje spojin vodikovega sulfida z uporabo tekočih absorberjev je bolj donosno in smotrno.
Najbolj priljubljena vrsta adsorberja je aktivno oglje, ki se uporablja v obliki kapsul ali zrn. Površina vsakega elementa "absorbira" vodikov sulfid in druge organske vključke
Absorpcijske metode, ki se uporabljajo pri čiščenju plina, so razdeljene v naslednje tri skupine:
- Kemično. Proizvajajo se s topili, ki prosto reagirajo s kislimi onesnaževalci vodikovega sulfida. Etanolamini ali alkanolamini imajo največjo absorpcijsko sposobnost med kemičnimi sorbenti.
- Fizično. Izvajajo se s fizičnim raztapljanjem plinastega vodikovega sulfida v tekočem absorberju. Poleg tega, višji kot je parcialni tlak plinastega onesnaževala, hitreje poteka proces raztapljanja. Kot absorber se uporabljajo metanol, propilen karbonat itd.
- Kombinirano. V mešani različici ekstrakcije vodikovega sulfida sta vključeni obe tehnologiji. Glavno delo se izvede z absorpcijo, fino dodatno obdelavo pa izvedejo adsorbenti.
Pol stoletja je bila najbolj zahtevana in priljubljena tehnologija za pridobivanje in odstranjevanje fosilnih goriv vodikov sulfid in ogljikova kislina je kemično čiščenje plina z uporabo aminskega sorbenta v obliki vodnega rešitev.
Sorpcijske metode čiščenja naravnega goriva temeljijo na sposobnosti trdnih in tekočih snovi reagirajo z vodikovim sulfidom in drugimi organskimi nečistočami ter jih tako sprostijo iz sestave plin
Amin tehnologija je primernejša za ravnanje z velikimi količinami plina, ker:
- Pomanjkanje primanjkljaja. Reagente lahko vedno kupite v količini, ki je potrebna za čiščenje.
- Sprejemljiva vpojnost. Amini so zelo vpojni. Od vseh uporabljenih snovi lahko le te odstranijo 99,9% vodikovega sulfida iz plina.
- Prednostne značilnosti. Vodne raztopine amina odlikujejo največja sprejemljiva viskoznost, parna gostota, toplotna in kemična stabilnost ter nizka toplotna zmogljivost. Njihove lastnosti zagotavljajo najboljši možni proces absorpcije.
- Ni strupenosti reaktivnih snovi. To je pomemben argument, ki nas prepričuje, da se zatečemo k aminski metodi.
- Selektivnost. Kakovost, potrebna za selektivno absorpcijo. Omogoča zaporedno izvajanje potrebnih reakcij v vrstnem redu, ki je potreben za optimalne rezultate.
Etanolamini, ki se uporabljajo pri kemičnih metodah čiščenja plina iz vodikovega sulfida in ogljikovega dioksida, vključujejo monoetanolamine (MEA), dietanolamine (DEA), trietanolamine (TEA). Poleg tega se snovi s predponama mono- in di- odstranijo iz plina in H2S in CO2. Toda tretja možnost pomaga odstraniti samo vodikov sulfid.
Pri selektivnem čiščenju modrega goriva se uporabljajo metildietanolamini (MDEA), diglikolamin (DHA), diizopropanolamini (DIPA). Selektivni vpojni se uporabljajo predvsem v tujini.
Naravni idealni vpojni materiali, ki ustrezajo vsem zahtevam čiščenja pred dostavo v sistem ogrevanje na plin dobava druge opreme pa še ne obstaja. Vsako topilo ima poleg plusov tudi nekaj plusov. Pri izbiri reaktivne snovi preprosto določijo najprimernejšo izmed številnih predlaganih.
Kako deluje tipična namestitev
Največja absorpcijska zmogljivost glede na H2Za S je značilna raztopina monoetanolamina. Vendar ima ta reagent nekaj pomembnih pomanjkljivosti. Odlikuje ga precej visok tlak in sposobnost med delovanjem enote za čiščenje aminskega plina ustvarjati nepopravljive spojine z ogljikovim sulfidom.
Prva pomanjkljivost je odpravljena z izpiranjem, zaradi česar se amin hlapi delno absorbirajo. Drugo se pri predelavi poljskih plinov redko sreča.
Galerija slik
Fotografija od
Ekstrakcija vodikovega sulfida in z njim povezanih organskih sestavin iz naravnih fosilnih goriv poteka v absorpcijskih obratih
Naprave je mogoče zgraditi v bližini polja, namestiti na trasi ali pred vhodom v obrat za predelavo plina. V vsakem primeru se čiščenje izvede pred dobavo plinastega goriva potrošniku.
Ukrepi za čiščenje plina in uporabljena oprema se nenehno izboljšujejo. Če je bilo prej žveplo, ločeno iz sestave naravne plinaste zmesi, preprosto uporabljeno, zdaj to se skladiščijo in pošiljajo v proizvodnjo žveplove kisline, papirja, ogljikovega dioksida, suhega ledu, gume itd drugo
Čiščenje absorberja ni poceni. To znatno poveča stroške predelanega goriva. Vendar pa večkratna uporaba aminske raztopine v namestitvi omogoča zmanjšanje stroškov.
Absorpcijska naprava za ekstrakcijo vodikovega sulfida iz plina
Kompleks čistilnih naprav na avtocesti
Napredni kompleksi za čiščenje plina
Cevovod čistilne naprave za zemeljski plin
Koncentracija vodne raztopine monoetanolamina je izbrana empirično, na podlagi opravljenih študij se vzame za čiščenje plina z določenega polja. Pri izbiri odstotka reagenta se upošteva njegova sposobnost, da prenese agresivne učinke vodikovega sulfida na kovinske sestavne dele sistema.
Tipična vsebnost vpojnega materiala je običajno v razponu od 15 do 20%. Pogosto pa se zgodi, da se koncentracija poveča na 30% ali zmanjša na 10%, odvisno od tega, kako visoka bi morala biti stopnja čiščenja. Tisti. za kakšen namen se bo pri ogrevanju ali pri proizvodnji polimernih spojin uporabljal plin.
Upoštevajte, da povečanje koncentracije aminskih spojin zmanjša jedki potencial vodikovega sulfida. Vendar je treba upoštevati, da se v tem primeru poraba reagenta poveča. Posledično se povečajo stroški obdelanega komercialnega plina.
Glavna enota čistilne naprave je absorber diska ali pakirane različice. Gre za navpično usmerjen aparat, ki je videti kot epruveta s šobami ali ploščami, ki se nahajajo v notranjosti. V spodnjem delu je dovod za dovod mešanice surovih plinov, v zgornjem delu pa odtok do čistilnika.
Če je plin, ki ga je treba očistiti v napravi, pod tlakom, ki zadošča za prehod reagenta v toplotni izmenjevalec in nato v odstranjevalno kolono, postopek poteka brez sodelovanja črpalke. Če tlak ne zadošča za potek procesa, se odtok stimulira s tehnologijo črpanja.
Po prehodu skozi vstopni separator se tok plina vbrizga v spodnji del absorberja. Nato gre skozi pladnje ali šobe, ki se nahajajo na sredini telesa, na katerih se nanesejo onesnaževalci. Šobe, popolnoma navlažene z raztopino amina, ločimo z mrežami za enakomerno porazdelitev reagenta.
Nato se modro gorivo, očiščeno pred onesnaženjem, pošlje v čistilnik. To napravo lahko priključite v krog za recikliranje po absorberju ali pa v zgornjem delu.
Izrabljena raztopina teče po stenah absorberja in se pošlje v odstranjevalno kolono - odstranjevalec s kotlom. Tam se raztopina očisti iz absorbiranih onesnaževal s hlapi, ki se sproščajo med vrelo vodo, da se vrnejo nazaj v napravo.
Regenerirano, tj. sproščena iz spojin vodikovega sulfida, raztopina steče v toplotni izmenjevalnik. V njem se tekočina ohladi v procesu prenosa toplote na naslednji del onesnažene raztopine, nato pa se s črpalko črpa v hladilnik za popolno hlajenje in kondenzacijo pare.
Ohlajena vpojna raztopina se dovaja nazaj v absorber. Tako reagent kroži skozi namestitev. Njegove hlape tudi ohladimo in očistimo iz kislih nečistoč, nato pa napolnijo zalogo reagentov.
Najpogosteje se sheme čiščenja plina uporabljajo z monoetanolaminom in dietanolaminom. Ti reagenti omogočajo, da se iz modrega goriva izvleče ne le vodikov sulfid, ampak tudi ogljikov dioksid.
Če je potrebno hkrati odstraniti CO iz obdelanega plina2 in H.2S, se izvede dvostopenjsko čiščenje. Sestavljen je iz uporabe dveh raztopin, ki se razlikujejo po koncentraciji. Ta možnost je bolj ekonomična kot enostopenjsko čiščenje.
Najprej se plinasto gorivo očisti z močno sestavo z vsebnostjo reagenta 25-35%. Nato se plin obdela s šibko vodno raztopino, v kateri je aktivne snovi le 5-12%. Posledično se tako grobo kot fino čiščenje izvede z minimalno porabo raztopine in razumno uporabo proizvedene toplote.
Štiri možnosti čiščenja z alkoholamini
Alkonolamini ali amino alkoholi so snovi, ki ne vsebujejo le aminske skupine, ampak tudi hidroksi skupino.
Oblikovanje naprav in tehnologij za čiščenje zemeljskega plina z alkanolamini se razlikujejo predvsem po načinu dobave absorpcijske snovi. Za čiščenje plina s to vrsto amina se najpogosteje uporabljajo štiri glavne metode.
Prvi način. Vnaprej določi dobavo aktivne raztopine v enem toku od zgoraj. Celotna količina vpojnega sredstva je usmerjena v zgornji pladenj namestitve. Čiščenje poteka pri temperaturnem ozadju, ki ni višje od 40 ° C.
Najenostavnejša metoda čiščenja vključuje dovajanje aktivne raztopine v en tok. Ta tehnika se uporablja, če je v plinu majhna količina nečistoč.
Ta tehnika se običajno uporablja za svetlobno onesnaženje s spojinami vodikovega sulfida in ogljikovim dioksidom. V tem primeru je skupni toplotni učinek proizvodnje komercialnega plina praviloma nizek.
Drugi način. Ta možnost obdelave se uporablja, kadar je v plinastih gorivih velika vsebnost spojin vodikovega sulfida.
V tem primeru se reaktivna raztopina dovaja v dva toka. Prvi, s prostornino približno 65-75% celotne mase, se pošlje na sredino naprave, drugi se dovaja od zgoraj.
Raztopina amina teče po pladnjih in se srečuje z naraščajočimi tokovi plina, ki se črpajo v spodnji pladenj absorpcijske enote. Pred serviranjem se raztopina segreje na največ 40 ° C, vendar se med interakcijo plina z aminom temperatura znatno dvigne.
Da se prepreči zmanjšanje učinkovitosti čiščenja zaradi povišanja temperature, se odvečna toplota odstrani skupaj z odpadno raztopino, nasičeno z vodikovim sulfidom. Na vrhu enote se tok ohladi, da se skupaj s kondenzatom odstranijo ostanki kislih sestavin.
Druga in tretja od opisanih metod vnaprej določata dobavo absorpcijske raztopine v dveh tokovih. V prvem primeru se reagent dovaja pri isti temperaturi, v drugem - pri različnih
To je ekonomičen način za zmanjšanje porabe energije in aktivne raztopine. Dodatno ogrevanje se ne izvaja v nobeni fazi. Tehnološko gre za dvostopenjsko čiščenje, ki omogoča pripravo komercialnega plina za oskrbo z glavnim vodom z najmanjšimi izgubami.
Tretja pot. Vključuje dovajanje absorberja v čistilno enoto v dveh tokovih različnih temperatur. Tehnika se uporablja, če je poleg vodikovega sulfida in ogljikovega dioksida v surovem plinu tudi CS2in COS.
Prevladujoči del absorberja, približno 70-75%, se segreje do 60-70 ° C, preostali del pa le do 40 ° C. Tokovi se dovajajo v absorber na enak način kot v zgoraj opisanem primeru: od zgoraj in na sredino.
Oblikovanje cone z visoko temperaturo omogoča hitro in učinkovito odstranjevanje organskih onesnaževalcev iz plinske mase na dnu čistilne kolone. Na vrhu ogljikov dioksid in vodikov sulfid oborita amin standardne temperature.
Četrti način. Ta tehnologija vnaprej določa dobavo vodne raztopine amina v dveh tokovih z različno stopnjo regeneracije. To pomeni, da je eden dobavljen nerafiniran z vsebnostjo vključkov vodikovega sulfida, drugi brez njih.
Prvega toka ni mogoče imenovati popolnoma onesnaženega. Le delno vsebuje kisle sestavine, ker se nekatere med ohlajanjem v toplotnem izmenjevalniku odstranijo do + 50 ° / + 60 ° C. Ta tok raztopine se vzame z dna odstranjevalca, ohladi in usmeri na sredino kolone.
Z veliko vsebnostjo sestavin vodikovega sulfida in ogljikovega dioksida v plinastem gorivu se čiščenje izvaja z dvema tokoma raztopine z različno stopnjo regeneracije
Samo tisti del raztopine, ki se črpa v zgornji sektor instalacije, je podvržen globinskemu čiščenju. Temperatura tega toka običajno ne presega 50 ° C. Tu se izvede fino čiščenje plinastih goriv. Ta shema vam omogoča zmanjšanje stroškov za vsaj 10% z zmanjšanjem porabe pare.
Jasno je, da je metoda čiščenja izbrana glede na prisotnost organskih onesnaževal in ekonomsko izvedljivost. Vsekakor raznolikost tehnologij omogoča izbiro najboljše možnosti. Na isti enoti za obdelavo plinov z aminom lahko stopnjo čiščenja spreminjamo in dobimo modro gorivo s potrebnim plinski kotli, peči, grelne lastnosti.
Zaključki in uporaben video na to temo
Naslednji videoposnetek vas bo seznanil s posebnostmi pridobivanja vodikovega sulfida iz pridruženega plina, ki ga skupaj z nafto proizvaja naftna vrtina:
Napravo za čiščenje modrega goriva iz vodikovega sulfida s proizvodnjo elementarnega žvepla za nadaljnjo predelavo bo predstavil video:
Avtor tega videoposnetka vam bo povedal, kako se doma znebiti vodikovega sulfida iz bioplina:
Izbira metode čiščenja plina je osredotočena predvsem na reševanje določenega problema. Umetnik ima dva načina: slediti preverjeni shemi ali dati prednost nečem novemu. Vendar bi moralo biti glavno vodilo še vedno ekonomska izvedljivost ob ohranjanju kakovosti in doseganju želene stopnje predelave.
