Очищення вуглеводневих газів Етаноламін
Меркаптани і сульфіди при гідроочистки перетворюються в сірководень, який легко відокремити за допомогою абсорбції Етаноламін.
Найбільш відомими Етаноламін, використовуваними в процесах очищення газу від сірководню і вуглекислого газу є:
- моноетаноламін (МЕА)
- діетаноламін (ДЕА)
- триетаноламін (ТЕА)
- діглікольамін (ДГА)
- діізопропаноламін (Діпа)
- Метилдіетаноламін (МДЕА)
Найбільше практичне застосування отримали моно- і діетаноламін. Використання ДЕА особливо доцільно в тих випадках, коли у вихідному газі поряд з Н2S і СО2 містяться COS і СS2, які вступають в незворотну реакцію з МЕА, викликаючи його значні втрати. Для селективного вилучення Н2S в присутності СO2 використовують третинний амін - Метилдіетаноламін.
У фізичних процесах витяг кислих компонентів з газу відбувається за рахунок фізичного розчинення їх в вживаному абсорбенту. При цьому, чим вище парціальний тиск компонентів, тим вище їх розчинність. З фізичних абсорбентів промислове застосування для очищення газів знайшли такі, як:
- метанол
- N метилпіролідон
- алкілові ефіри поліетилен гліколю
- пропіленкарбонат
Присутність гідроксильної групи знижує тиск насичених парів і підвищує розчинність аміну в воді, а аміногрупа надає водних розчинів лужність, необхідну для взаємодії з Н2S і СO2, які у водному середовищі дисоціюють з утворенням слабких кислот.
Алканоламіни - це безбарвні, в'язкі, гігроскопічні рідини, що змішуються з водою і низькомолекулярними спиртами у всіх співвідношеннях; вони майже нерозчинні в неполярних розчинниках.
Їх застосовують, як правило, у вигляді водних розчинів. Концентрація аміну в розчині може змінюватися в широких межах, її вибирають на підставі досвіду роботи і з міркувань корозії обладнання.
Алканоламіни, будучи підставами, легко вступають в реакцію з кислими домішками, утворюючи асоціати. Таким чином, кислі домішки накопичуються в рідини.
Відпрацьовані етаноламіни легко регенеруються, при нагріванні віддаючи кислі гази. Процес Клауса дозволяє переробити сірководень в товарний продукт - елементарну сірку.
Частина з них на стадії регенерації абсорбенту руйнується і знову виділяє алканоламіни, інша частина нерегенеріруется, що є однією з причин втрат аміну. Найбільша кількість нерегенерованих з'єднань характерно для первинних алканоламіни.
Вступник на очистку газ проходить висхідним потоком через абсорбер назустріч потоку розчину. Насичений кислими газами розчин, що виходить з низу абсорбера, підігрівається в теплообміннику регенерованим розчином з десорбера і подається наверх його.
Після часткового охолодження в теплообміннику регенерований розчин додатково охолоджується водою або повітрям і подається наверх абсорбера. Тепло, необхідне для регенерації насиченого розчину, повідомляється розчину в рібойлерах, що обігрівається глухим паром низького тиску. Кислий газ з десорбера охолоджується для конденсації здебільшого містяться в ньому водяної пари. Цей конденсат-флегма безперервно повертається назад в систему, щоб запобігти збільшенню концентрації розчину аміну. Зазвичай цю флегму подають в верх десорбера трохи вище входу насиченого розчину для конденсації пари аміну з потоку кислого газу. В схемі передбачено експанзер (виветріватель) при Р очищення> 1,6 МПа, де за рахунок зниження тиску насиченого розчину виділяються фізично розчинені в абсорбенту вуглеводні і частково сірководень і діоксид вуглецю.
Експанзерний газ після очищення використовується в якості паливного газу або компріміруется і подається в потік вихідного газу. Широке распространеие в промисловості отримала схема з роздільними потоками подачі в абсорбер регенерованого розчину однаковою мірою регенерації. 70-80% розчину подається в середину абсорбера, а решта - наверх.
Це дозволяє знизити витрати енергії на перекачування розчину, зменшити металоємність абсорбера (верхня частина меншого діаметра), а також підвищити ступінь вилучення СОS (в разі його наявності в газі) за рахунок подачі середнього потоку розчину з більш високою температурою і здійснення реакції гідролізу СОS.
Очищення газ вуглеводень гелій
Цей потік експанзерного газу або використовується після очищення від сірководню в якості паливного газу, або компріміруется і змішується з основним потоком очищаемого (сирого) газу.
На другому ступені при тиску, близькому до атмосферного, без теплової регенерації виділяється з розчину потік кислого газу, який, після виділення з нього води і охолодження, може бути безпосередньо спрямований на установку отримання сірки. За рахунок цього скорочується до 10% витрати пара на регенерацію насичених розчинів аміну.
У схемі додатково встановлюється насос для подачі насиченого розчину з другого виветрівателя в десорбер. При очищенні газу, що містить Н2S і СO2, в абсорбере може бути передбачена зона поглинання і гідролізу СОS, що складається з п'яти-восьми тарілок, куди подається регенерований розчин аміну з підвищеною температурою 70-80 ° С.
Потрібен насос?
Зверніться до нас!
Заповніть та надішліть нам бланк технічного завдання на підбір насоса.
Наші фахівці із задоволенням допоможуть вам зробити правильний вибір.
Вибір робочого розчину
При виборі робочого розчину для очищення газу, крім доступності і ціни алканоламіни, керуються такими положеннями:
1. Первинні алканоламіни більш реакційноздатні, і їх застосування переважніше. Крім того, МЕА має низьку молекулярну масу і при однаковій концентрації в розчині міститься більше молей аміну, ніж у інших амінів.
2. Наявність СОS в газі виключає застосування первинних алканоламіни через утворення нерегенерованих побічних продуктів і великих втрат аміну. У цьому випадку кращий ДЕА. При виборі аміну необхідно також враховувати і інші продукти деградації аміну.
З. Для селективного вилучення Н2S рекомендують приміряти третинні аміни, зокрема МДЕА. Також третинні аміни застосовують з метою зниження експлуатаційних витрат.
Звичайні масові частки амінів в розчині, що використовуються для очищення,%: МЕА 15-20, ДЕА 20-30, МДЕА 30-50.
Теплота абсорбції кислих газів різними амінами
Теплота абсорбції, кДж / кг
Очищення газу фізичними абсорбентами
На відміну від етаноламінів фізичні абсорбенти дозволяють витягти з газу одночасно з Н2Sі СO2 сіркоорганічні домішки - меркаптанти, карбонілсульфід, сірковуглець, а в ряді випадків і осушити газ. Крім того, витрати енергії на регенерацію абсорбентів значно нижче внаслідок слабкості з'єднань абсорбент - домішка.
Тому на практиці іноді економічніше використовувати фізичні абсорбенти для очищення газу, хоча вони і значно дорожче етаноламінів. Обмеженням їх широкого застосування (крім вартості) є підвищена розчинність вуглеводневих компонентів газу в абсорбенту, що ускладнює технологічну схему процесу і погіршує якість одержуваних кислих газів - сировини для сірки, а також неможливість отримати глибоку ступінь очищення.
Як фізичних абсорбентів для очищення газів застосовують з'єднання різних класів: аліфатичні спирти, ефіри гліколів, гетероциклічні сполуки та ін. В промисловості найбільшого поширення набули моно- і діалкіловие ефіри поліетиленгліколю (ПЕГ), що мають фірмову назву "Селексол" і "Сепасолв".
Фізико-хімічні абсорбенти для очищення газу
Висока і небажана розчинність вуглеводневих компонентів газу в фізичних абсорбентів, неможливість досягти глибокого ступеня очищення зумовили розробку і застосування гібридних абсорбентів, що представляють собою суміш фізико-хімічних абсорбентів. Такі абсорбенти за своїми технологічними показниками займають проміжне положення між хімічними та фізичними, зберігаючи їх переваги.
Одним з перших промислових абсорбентів цього класу є абсорбент "Сульфінол" - суміш Діпа, сульфолан і води (5 - 15%). Останнім досягненням в цій області є серія абсорбентів "Укарсол" фірми "Дау" (США). Селективний абсорбент "Укарсол" складається з суміші МДЕА, води і алкілових ефірів ПЕГ (інше). Абсорбент дозволяє селективно очистити газ від Н2S в присутності СO2 і витягти меркаптани і сos.
Промислові результати очищення природного газу "Укарсолом" і МДЕА
Глибокого осушення ГАЗУ
Газ в пластових умовах насичений парами води до рівноважного стану. Кількість водяної пари залежить від температури, тиску і складу газу:
- Чим вище температура, тим більше кількість вологи в газі;
- Чим вище тиск, тим менше в газі вологи;
- Чим більше в газі важких вуглеводнів, тим менше водяної пари міститься в ньому в рівноважному стані;
- Присутність в газі сірководню і вуглекислоти сприяє зростанню кількості парів води;
- Присутність в газі азоту сприяє зменшення вмісту парів води.
Присутність вологи в природному газі викликає великі ускладнення в апаратах і комунікаціях підготовки і транспортування газу через утворення гідратів, що створюють іноді аварійні ситуації. Особливо це важливо в тих випадках, коли переробка газу ведеться при низьких температурах, при яких точка роси повинна бути також дуже низькою.
Існує чотири способи осушення:
Абсорбційна осушення газу заснована на використанні вологовбирних абсорбентів - діетиленгліколю або триетиленгліколя. Максимально можливої депресії точки роси газу (80-90 ° С) можна досягти, використовуючи двоступеневу осушку.
Потрібен насос?
Зверніться до нас!
Заповніть та надішліть нам бланк технічного завдання на підбір насоса.
Наші фахівці із задоволенням допоможуть вам зробити правильний вибір.