Torujuhtmete kaudu tarbijale tarnimiseks mõeldud väljadelt toodetud maagaas sisaldab väävliühendeid erinevates proportsioonides. Kui neid ei kõrvaldata, hävitavad agressiivsed ained torujuhtme ja muudavad liitmikud kasutamiskõlbmatuks. Lisaks eraldub saastunud sinise kütuse põlemisel toksiine.
Negatiivsete tagajärgede vältimiseks puhastatakse amiingaasi vesiniksulfiidist. See on lihtsaim ja odavaim viis kahjulike komponentide eraldamiseks fossiilkütustest. Me räägime teile, kuidas toimub väävli kandmise eraldamine, kuidas puhastusjaam on korraldatud ja töötab.
Fossiilkütuse töötlemise eesmärk
Gaas on kõige populaarsem kütuseliik. See meelitab kõige soodsama hinnaga ja põhjustab keskkonnale kõige vähem kahju. Vaieldamatute eeliste hulka kuulub põlemisprotsessi juhtimise lihtsus ja võime kindlustada kõik kütuse töötlemise etapid soojusenergia saamise protsessis.
Looduslikku gaasilist fossiili ei kaevandata siiski puhtal kujul, sest samaaegselt gaasi ekstraheerimisega kaevust pumbatakse välja vastavad orgaanilised ühendid. Nendest levinum on vesiniksulfiid, mille sisaldus varieerub kümnendikust kümneni või enam protsendini, sõltuvalt väljast.
Pildigalerii
Foto
Maagaas on kõige tavalisem kütus.
Gaasi kasutamine toiduvalmistamisel
Gaasi kasutamine tööstusettevõtete kütmiseks
Gaasikatla atmosfääripõleti
Gaasi kasutamine tootmisprotsessides
Tehniliste gaaside tootmine
Gaasi kasutamine keemiatööstuses toorainena
Gaasi transport gaasiühenduse kaudu
Vesiniksulfiid on mürgine, keskkonnale kahjulik, gaasi töötlemisel kasutatavate katalüsaatorite jaoks kahjulik. Nagu me juba märkisime, on see orgaaniline ühend terasest torude ja metallventiilide suhtes äärmiselt agressiivne.
Loomulikult põhjustab vesiniksulfiidi erasüsteemi ja peamise gaasijuhtme söövitav sinine kütus lekkeid ning sellega seoses äärmiselt negatiivseid ja ohtlikke olukordi. Tarbija kaitsmiseks eemaldatakse ebatervislikud ühendid gaaskütuse koostisest enne maanteele toimetamist.
Vesiniksulfiidühendite standardite kohaselt ei tohi torude kaudu veetav gaas ületada 0,02 g / m³. Tegelikult on neid aga palju rohkem. GOST 5542-2014 reguleeritud väärtuse saavutamiseks on vaja puhastada.
Olemasolevad meetodid vesiniksulfiidi eraldamiseks
Lisaks muude lisandite suhtes levinud vesiniksulfiidile võivad sinises kütuses sisalduda ka muud kahjulikud ühendid. Selles võib leida süsinikdioksiidi, kergeid merkaptaane ja süsiniksulfiidi. Kuid vesiniksulfiid ise on alati ülimuslik.
Pildigalerii
Foto
Korrosioon gaasitorus
Gaasitoru tiheduse kadu
Roostevabast terasest toruliitmikud
Gaasi plahvatus ebastabiilse rõhu tõttu
Väärib märkimist, et puhastatud gaasilises kütuses on väävliühendite väheoluline sisaldus vastuvõetav. Konkreetne tolerantsi arv sõltub gaasi tootmise eesmärgist. Näiteks etüleenoksiidi tootmiseks peab väävli üldsisaldus olema alla 0,0001 mg / m³.
Valitakse puhastusviis, keskendudes soovitud tulemusele.
Kõik olemasolevad meetodid on jagatud kahte rühma:
- Sorptsioon. Need koosnevad vesiniksulfiidühendite absorbeerimisest tahke (adsorptsiooni) või vedela (absorptsiooni) reagendiga koos väävli või selle derivaatide eraldumisega. Pärast seda kõrvaldatakse või taaskasutatakse gaasi koostisest eraldatud kahjulikud lisandid.
- Katalüütiline. Need koosnevad vesiniksulfiidi oksüdeerimisest või redutseerimisest selle muundamisel elementaar väävliks. Protsess viiakse läbi katalüsaatorite juuresolekul - ained, mis stimuleerivad keemilise reaktsiooni kulgu.
Adsorptsioon hõlmab vesiniksulfiidi kogumist, kontsentreerides tahke aine pinnale. Kõige sagedamini on adsorptsiooniprotsessis aktiivsöel või raudoksiidil põhinevad graanulid. Terade suur eripind aitab väävli molekulide maksimaalsele säilimisele.
Kõik sinise kütuse puhastamise meetodid jagunevad sorptsiooniks ja katalüütiliseks. Puhastusseadmed on keskendunud kindla tehnoloogia tööpõhimõttele. Siiski on olemas seadmeid, milles kombineeritakse mitu meetodit, mille tõttu viiakse läbi kompleksne puhastamine
Neeldumistehnoloogiat iseloomustab see, et aktiivses vedelas olekus lahustatakse gaasilised vesiniksulfiidi lisandid. Selle tulemusel satuvad gaasilised saasteained vedelasse faasi. Seejärel eemaldatakse valitud kahjulikud komponendid aurustamise teel, vastasel juhul desorptsioon, selle meetodi abil eemaldatakse need reaktiivsest vedelikust.
Hoolimata asjaolust, et adsorptsioonitehnoloogia kuulub nn kuivadesse protsessidesse ja võimaldab sinise kütuse peent puhastamist, kasutatakse imendumist maagaasist kõige sagedamini saasteainete eemaldamisel. Vesiniksulfiidühendite kogumine ja eemaldamine vedelate absorbentide abil on kasumlikum ja sobivam.
Kõige populaarsem adsorberitüüp on aktiivsüsi, mida kasutatakse kapslite või terade kujul. Iga elemendi pind "absorbeerib" vesiniksulfiidi ja muid orgaanilisi lisandeid
Gaasi puhastamisel kasutatavad neeldumismeetodid jagunevad järgmisse kolme rühma:
- Keemiline. Toodetud lahustite abil, mis reageerivad vabalt vesiniksulfiidhapete saasteainetega. Etanoolamiinidel või alkanoolamiinidel on keemiliste sorbentide hulgas suurim imendumisvõime.
- Füüsiline. Teostatakse gaasilise vesiniksulfiidi füüsilisel lahustamisel vedeliku absorbendis. Veelgi enam, mida suurem on gaasilise saasteaine osarõhk, seda kiirem on lahustumisprotsess. Neeldurina kasutatakse siin metanooli, propüleenkarbonaati jne.
- Kombineeritud. Vesiniksulfiidi ekstraheerimise segaversioonis on kaasatud mõlemad tehnoloogiad. Peamine töö toimub absorbeerimise teel ja peene tertsiaarse töötluse viivad läbi adsorbendid.
Looduslikest kütustest vesiniksulfiidi ja süsihappe ekstraheerimiseks ja eemaldamiseks on poole sajandi jooksul gaasi keemiliseks puhastamiseks kasutatud vesilahuse kujul kasutatavat amiinisorbenti.
Looduslike kütuste puhastamise sorptsioonimeetodid põhinevad tahkete ja vedelate ainete võimel reageerida vesiniksulfiidi ja muude orgaaniliste lisanditega, eraldades need gaasist
Amiinitehnoloogia on sobivam suurte gaasikoguste töötlemiseks, kuna:
- Puudujääk. Reaktoreid saab alati osta puhastamiseks vajalikus mahus.
- Vastuvõetav imendumine. Amiine iseloomustab suur absorbeerimisvõime. Kõigist kasutatud ainetest suudavad ainult nad gaasist eemaldada 99,9% vesiniksulfiidi.
- Prioriteetsed omadused. Amiini vesilahuseid iseloomustab kõige vastuvõetavam viskoossus, aurutihedus, termiline ja keemiline stabiilsus, madal soojusmahtuvus. Nende omadused pakuvad imendumisprotsessi parimat kulgu.
- Reaktiivsete ainete toksilisus puudub. See on oluline argument, mis veenab kasutama spetsiaalselt amiinimeetodit.
- Valikulisus. Valikuliseks imendumiseks vajalik kvaliteet. See annab võimaluse vajalikud reaktsioonid läbi viia järjestikku, mis on vajalik optimaalse tulemuse saavutamiseks.
Gaaside puhastamiseks vesiniksulfiidist ja süsinikdioksiidist puhastamiseks kasutatavate etanoolamiinide hulka kuuluvad monoetanoolamiinid (MEA), dietanoolamiinid (DEA), trietanoolamiinid (TEA). Veelgi enam, mono- ja di- eesliidetega ained elimineeritakse gaasist ja H-st2S ja CO2. Kuid kolmas võimalus aitab eemaldada ainult vesiniksulfiidi.
Sinise kütuse valikulisel puhastamisel kasutatakse metüüldietanoolamiine (MDEA), diglükolamiine (DHA), diisopropanoolamiine (DIPA). Valikulisi absorbente kasutatakse peamiselt välismaal.
Loomulikult ei eksisteeri veel ideaalseid absorbente, mis vastaksid kõigile puhastusnõuetele enne gaasiküttesüsteemi tarnimist ja muude seadmete tarnimist. Igal lahustil on plussid ja miinused. Reaktiivse aine valimisel määravad nad lihtsalt pakutud seeriast kõige sobivama.
Tüüpiline paigalduspõhimõte
Maksimaalne neeldumisvõime H suhtes2S-d iseloomustab monoetanoolamiini lahus. Sellel reagendil on aga paar olulist puudust. Seda iseloomustab üsna kõrge rõhk ja võime amiini gaasi puhastusseadme töötamise ajal tekitada vingugaasiga pöördumatuid ühendeid.
Esimene negatiivne kõrvaldatakse pesemisega, mille tagajärjel amiini aur osaliselt imendub. Teine on väligaaside töötlemisel haruldane.
Pildigalerii
Foto
Neeldumismoodul vesiniksulfiidi ekstraheerimiseks gaasist
Puhastusjaamade kompleks maanteel
Täiustatud gaasipuhastussüsteemid
Maagaasi puhastustorustik
Monoetanoolamiini vesilahuse kontsentratsioon valitakse empiiriliselt, tehtud uuringute põhjal võetakse see gaasi puhastamiseks konkreetsest väljast. Reaktiivi protsendi valimisel võetakse arvesse selle võimet taluda vesiniksulfiidi agressiivset mõju süsteemi metallkomponentidele.
Tavaline absorbeerivate ainete sisaldus on tavaliselt vahemikus 15 kuni 20%. Sageli juhtub siiski, et kontsentratsiooni suurendatakse 30% -ni või vähendatakse 10% -ni, sõltuvalt sellest, kui kõrge puhastusaste peaks olema. Need. mis otstarbel kasutatakse gaasi kütmisel või polümeerühendite tootmisel.
Pange tähele, et amiiniühendite kontsentratsiooni suurenemisega väheneb vesiniksulfiidi söövitavus. Kuid peame arvestama, et sel juhul suureneb reaktiivi tarbimine. Sellest tulenevalt tõuseb puhastatud kaubandusliku gaasi hind.
Puhastusjaama peamine üksus on plaadi või monteeritud sordi absorbeerija. See on vertikaalselt orienteeritud, väljastpoolt meenutav katseklaas, pihustite või plaatidega seade, mis asub sees. Selle alumises osas on sissepääs toorgaasi segu tarnimiseks, ülaosas on väljapääs gaasipesurile.
Kui seadmes puhastatav gaas on piisava rõhu all, et reagent pääseks soojusvahetisse ja seejärel destilleerimiskolonni, toimub protsess ilma pumba osaluseta. Kui rõhust protsessiks ei piisa, stimuleerib väljavoolu pumpamistehnika
Gaasi voog pärast sisendseparaatori läbimist pumbatakse absorbeatori alumisse ossa.Seejärel läbib see kesta keskel asuvaid plaate või düüse, millele saasteained settivad. Amiinilahuses täielikult niisutatud pihustid eraldatakse restiga reagendi ühtlaseks jaotamiseks.
Edasi saadetakse puhastajatest puhastatud sinine kütus puhastusseadmesse. Seda seadet saab töötlemisahelas ühendada pärast absorberit või paikneda selle ülemises osas.
Kasutatud lahus voolab absorberi seintest mööda ja saadetakse destilleerimiskolonni - katlaga stripperisse. Seal puhastatakse lahus imendunud saasteainetest keeva veega eralduvate aurude abil, et naasta tagasi käitisesse.
Taastunud, s.t. vesiniksulfiidiühenditest lahti, voolab lahus soojusvahetisse. Selles jahutatakse vedelik soojuse ülekandmisel saastunud lahuse järgmisse ossa, misjärel pump pumbatakse selle abil auru täielikuks jahutamiseks ja kondenseerimiseks külmikusse.
Jahutatud absorbendilahus juhitakse taas absorberisse. Nii ringleb reagent paigalduse kaudu. Selle aurud jahutatakse ja puhastatakse ka happelistest lisanditest, mille järel nad täiendavad reagendi hulka.
Kõige sagedamini kasutatakse gaasi puhastamise skeeme monoetanoolamiini ja dietanoolamiiniga. Need reaktiivid võimaldavad sinise kütuse koostisest ekstraheerida mitte ainult vesiniksulfiidi, vaid ka süsinikdioksiidi
Kui on vaja teostada samaaegne CO eemaldamine töödeldud gaasist2 ja H2S, teostatakse kaheastmeline puhastus. See seisneb kahe kontsentratsiooni poolest erineva lahenduse kasutamises. See valik on säästlikum kui üheastmeline puhastamine.
Esiteks puhastatakse gaasiline kütus tugeva koostisega reagentide sisaldusega 25-35%. Seejärel töödeldakse gaasi nõrga vesilahusega, milles toimeainet on ainult 5-12%. Selle tulemusel viiakse nii jäme kui ka peene puhastamine läbi minimaalse lahuse voolukiirusega ja tekkiva soojuse ratsionaalse kasutamisega.
Neli alkonoolamiiniga ravivõimalust
Alkanoolamiinid või aminoalkoholid on ained, mis sisaldavad lisaks amiinirühmale ka hüdroksürühma.
Maagaasi puhastamiseks alkanoolamiinidega kasutatavad seadmed ja tehnoloogia erinevad peamiselt absorbeeriva aine tarnimise meetodist. Seda tüüpi amiini kasutades puhastatakse gaasi puhastamisel enamasti nelja põhimeetodit.
Esimene viis. See määrab aktiivse lahuse voolu ülalt ühe vooluna. Kogu absorbendi kogus saadetakse paigalduse ülemisele plaadile. Puhastusprotsess toimub temperatuuril, mis ei ületa 40ºС.
Lihtsaim puhastusmeetod hõlmab aktiivse lahuse tarnimist ühe vooluga. Seda tehnikat kasutatakse juhul, kui gaasis on vähe lisandeid.
Seda tehnikat kasutatakse tavaliselt väiksema saastumise korral vesiniksulfiidühendite ja süsinikdioksiidiga. Kommertsgaasi tootmisel on sel juhul üldine soojuslik efekt reeglina väike.
Teine viis. Seda puhastusvõimalust kasutatakse vesiniksulfiidühendite kõrge sisalduse tagamiseks gaaskütustes.
Reaktiivset lahust juhitakse sel juhul kahes voos. Esimene, mahuga umbes 65-75% kogumassist, saadetakse installi keskele, teine tarnitakse ülalt.
Amiinilahus voolab mööda plaate alla ja vastab ülespoole suunatud gaasivoogudele, mis pumbatakse absorbeeriva üksuse põhjaplaadile. Enne serveerimist kuumutatakse lahus temperatuurini kuni 40 ° C, kuid gaasi interaktsiooni ajal amiiniga temperatuur tõuseb märkimisväärselt.
Puhastamise efektiivsuse languse vältimiseks temperatuuri tõusust eemaldatakse liigne soojus koos vesiniksulfiidiga küllastunud kasutatud lahusega. Ja paigalduse ülaosas jahutatakse vooluhulk happeliste jääkide ja kondensaadi eraldamiseks.
Kirjeldatud meetodite teine ja kolmas määravad absorbeeriva lahuse voolu kahes voos.Esimesel juhul serveeritakse reagent samal temperatuuril, teisel - erineval temperatuuril
See on ökonoomne viis vähendada nii energia kui ka aktiivse lahenduse tarbimist. Lisakütet ei tehta üheski etapis. Tehnoloogilise olemuse osas on tegemist kahetasemelise puhastusega, mis annab võimaluse võimalikult väikese kahjuga kaubandusliku gaasi ettevalmistamiseks maanteele tarnimiseks.
Kolmas viis. See eeldab, et puhastitehast varustatakse absorbeerijaga kahes erineva temperatuuriga voolus. Meetodit rakendatakse juhul, kui lisaks vesiniksulfiidile ja süsinikdioksiidile on ka toorgaasis CS2ja COS.
Neelaja valdav osa, umbes 70–75%, kuumutatakse temperatuurini 60–70 ° C ja ülejäänud fraktsioon ainult temperatuurini 40 ° C. Voolud suunatakse absorberisse samamoodi nagu ülalkirjeldatud juhul: ülalt ja keskelt.
Kõrge temperatuuriga tsooni moodustamine võimaldab puhastamiskolonni põhjas olevast gaasimassist kiiresti ja tõhusalt eemaldada orgaanilised lisandid. Ülaosas sadestatakse süsinikdioksiid ja vesiniksulfiid tavalise temperatuuriga amiiniga.
Neljas viis. See tehnoloogia määrab kindlaks amiini vesilahuse varustamise kahes erineva regeneratsiooniastmega voos. See tähendab, et üks tarnitakse töötlemata kujul, mis sisaldab vesiniksulfiidi lisamisi, teine ilma nendeta.
Esimest voolu ei saa nimetada täielikult saastatuks. See sisaldab ainult osaliselt happelisi komponente, kuna osa neist eemaldatakse jahutamisel soojusvahetis temperatuurini + 50º / +60ºC. See lahusevool võetakse strippari alumisest otsikust, jahutatakse ja saadetakse kolonni keskosasse.
Gaasiliste kütuste märkimisväärses koguses vesiniksulfiidi ja süsiniku komponente puhastatakse kahe erineva regenereerimisastmega lahusevoolu abil.
Ainult see osa lahusest, mis süstitakse paigaldise ülemisesse ossa, läbib sügava puhastuse. Selle voolu temperatuur ei ületa tavaliselt 50 ° C. Siin viiakse läbi gaasiliste kütuste peenpuhastus. See skeem vähendab auru tarbimist vähendades kulusid vähemalt 10%.
On selge, et puhastusmeetod valitakse orgaaniliste saasteainete olemasolu ja majandusliku teostatavuse põhjal. Igal juhul võimaldavad mitmesugused tehnoloogiad valida parima võimaluse. Samal amiingaasipuhastusseadmel saab puhastamise astet varieerida, saades sinise kütuse, millel on gaasikatelde, pliitide ja küttekehade tööks vajalikud omadused.
Järgmises videos tutvustatakse teile vesiniksulfiidi ekstraheerimise spetsiifikat gaasist, mida ekstraheeritakse õliga kaevust õliga:
Selle video autor räägib teile, kuidas kodus vabaneda vesiniksulfiidist biogaasist.
Gaasipuhastusmeetodi valik on suunatud peamiselt konkreetse probleemi lahendamisele. Kunstnikul on kaks võimalust: järgida tõestatud mustrit või eelistada midagi uut. Peamine suunis peaks siiski olema majanduslik teostatavus, säilitades samal ajal kvaliteedi ja saavutades soovitud töötlemisastme.