Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 [ 100 ] 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

Растворимость, %

Парциальное давление, бар

Растворимость газов а физических растворителях.

Парциальное давление СОг, бар

Вода

Химический растворитель

Физичесий растворитель

Метанол

Растворимость

иР(н) м

Сравнение растворимости а физических и химических растворителях.

водяным ларом (в случае необходимости под вакуумом).

Очистка растворителя: можно обработать после отдувки часть растворителя, чтобы отделить от воды сырой газ, который был в ней растворен (случай использования метанола).

Газ отдувки не должен содержать СОг. В случае очистки от HzS газ не должен содержать кислород, так как это способствует образованию в растворителе элементарной серы. В этом случав нельзя использовать отдувку воздухом.

2.4.5.5.2. Характеристика физических растворителей

В принципе они должны иметь низкую упругость паров, чтобы избежать слишком больших потерь, и низкую температуру застывания, так как абсорбция осуществляется при низкой температуре.

В таблице ниже приведено сравнение наиболее часто используемых растворителей.

Промышленно используемые растворители должны иметь низкую коррозионную активность (использование углеродистой стали). Они устойчивы к пенообразованию. Последнее приводит к осложнениям в абсорбере, особенно в присутствии сернистого железа, тяжелых углеводородов, ингибиторов коррозии, унесенных сырым газом.

Устройства фильтрации и ввода антивспенива-телей предусматриваются в случае необходимости.

2.4.5.5.3. Описание принципиальной схемы установки

См. рисунок на с. 326.

2.4.5.5.4. Промышленные процессы

Их преимущества заключаются в минимальном потреблении энергии и возможности извлечения некоторых примесей (COS).

Их главные недостатки заключаются в высокой стоимости растворителя и тенденции поглощать тяжелые углеводороды (Cs).

Они хорошо применимы для извлечения больших количеств СОг при высоком давлении из газов, содержащих небольшое количество тяжелых углеводородов.

Основные процессы следующие: - "Селексол" (Allied Chemical Соф.).

В качестве растворителя используется димети-ловый эфир полиэтиленгликоля. Основное коммерческое применение относится к природным газам с высоким содержанием СОг и низким I-I2S.

Легко достигаются требования к газу, связанные с транспортом. Газ одновременно может быть осушен, если вода удаляется при регенерации;

очищенный -

Газ сырой осушенный

70 бар

Х0Л0ДИЛЫ1ИК

, Растворитель

Подогреватель

Абсорбер

регенерированный Растворитель

полурегенерированныи

Турбина

30 бар

Турбина

14 бар

Выброса атмосферу

Атмосферн. давление

HaS и газ отдувки

Регенератор Нг8(С0г)

L y

Растворитель извлеченный

Газ отдувки

(Воздух или пар)

I

Компрессор рециркуляции

Дополнительное оборудование

Принципиальная схема извлечения из газа кислых компонентов физической вбсорбцией.

- "Флюор" (Fluor Соф.).

В качестве растворителя используется пролиленкарбонат. Этот процесс применяется главным образом для извлечения СОг.

- "Ректизол", "Пуризол" (Lurgi).

Процесс "Пуризол", который использует N-метилпирролидон, растворитвль селективный в отношении HzS, нашел применение для очистки природных и синтетических газов (производство водорода).

Процесс "Ректизол" использует в качестве растворителя холодный метанол. Сырой газ должен быть охлажден до -30°С, по причине упругости паров метанола.

Основное применение нашел при очистке газа синтеза и газа, получаемого при газификации угля.

Этот процесс включается в низкотемпературные процессы переработки газа (сжижение и фракционирование).

- "Сульфинол" (Shell).

Процесс "Сульфинол" использует смесь из физического поглотителя (сульфолан), вторичного амина (Д.И.П.А.) и воды в различных соотношениях.

Этот процесс достаточно похож на переработку аминами. Он нашел широкое применение в подго-

товке природного газа, где он позволяет легко достигнуть требований по HzS и СОг, предъявляемых к газу для его транспорта.

Сернистые компоненты (COS, RSH) извлекаются лучше, чем амином, но абсорбируются тяжелые углеводороды, что делает этот процесс более применимым при подготовке сухого газа, т.е. содержащего небольшое количество Cs.

2.4.5.6. Процессы прямой конверсии

2.4.5.6.1. Общие характеристики

Эти процессы используются для сырых газов, содержащих максимум 1 - 2% HjS. Это содержание может быть снижено до 1 vmp или 15 мг • м- (н) в очищенном газе, в случае необходимости с использованием нескольких ступеней абсорбции. Рабочее давление меняется от 1 до нескольких десятков бар.

Основной принцип тот же самый, что и для всех процессов. HzS абсорбируется щелочным раствором (углекислый натрий или нашатырный спирт), где находится растворенный окислитель. Затем HzS окисляется в элементарную серу путем ввода воздуха в низ регенератора. Воздух служит также флотационным агентом для серы, которая отбирается в виде пены на поверхности.

Затем с помощыо фильтрации и центрифугирования получают лепешки серы. Затем получают мягкую массу или сухую пудру. Лепешки могут быть расплавлены в автоклаве, чтобы получить жидкую серу.

COS, CS2 и меркаптаны не конвертируются и остаются в газе. HCN абсорбируется и должен быть удален очисткой или обработкой на входе.

Гидросульфид натрия, который не вступил в реакцию, превращается в регенераторе в растворимый тиосульфат, что приводит к потерям серы и раствора.

2.4.5.6.2. Процесс "Стретфорд"

Представлен ниже на рисунке.

Щелочной раствор содержит соли дисульфоант-рахиноновой кислоты (А.Д.К.) как окисляющий агент и соль ванадия как катализатор.

Добавка катализатора позволяет уменьшить время пребывания и увеличивает степень насыщения раствора по сравнению с процессом, протекающим без катализатора.

2.4.5.7. Процессы на твердом слое

2.4.5.7.1. Оксид железа

Это один из старейших процессов (введен в Великобритании в 1850 г.) также именуется "Айрон Спонж" или "Драй Боксес", использует твердый реагент в виде древесных стружек, пропитанных пл/\-роокисью железа

Система реакций сложная, но она сводится к двум следующим реакциям:

2РегОз + 6Н28 = 2Ре2Вз + 302

2Ре2Вз + 6Н20 !:2РегОз + 68

Ввод воздуха и регенерация можгут осуществляться непрерывно или периодически отключением одной из колонн и пропусканием воздуха через слои поглотителя.

Предусмотрен ввод воды, чтобы поддерживать оксид железа в активированном гидратированном виде. С помощью ввода углвкислого натрия поддерживают параметр рН в диапазоне 8 • 8,5. Он создает вдоль слоя отложения серы, покрывая стружки и уменьшая их активность, что вынуждает проводить замену слоев приблизительно каждые два или три месяца.

Получение серы экономически нецелесообразно. Температура не должна превышать 404), чтобы исключить воспламенение смеси окоеда железа и сульфида железа в присутствии воздуха.

Процесс с оксидом железа ("Айрон Спонж").

HgS - 0,5смЗ. „-3

ПвООмч- 40% СОг 0,40% НгЗ

ПОмч-

90 "С

0 К

Процесс Стретфорд". 1 - Абсорбер. 2 - Емкость. 3 - Окислительные реакторы. 4 - Подргреввтель. 5 - Охладитель. 6 -Кипятильник. 7-Колонна извлечения СОг (дополнительно). 8 -Выввтриеатель. 9-Отстойник. 10-Мешалка. 11 -Фильтр.

12-Центрифуга. 13-Предварительныйподогреватель. I-Сырой газ. II-Газ очищенный НгЗ• 0,5см • м-, III-Воздух. IV-СОг. V-Воздух или пер. VI-Добавление раствора. VII - Сера на промывку.