«САМАРА 2008г Для ФДО и ЗО Курс Сбор и подготовка нефти, газа и воды Состав курса: 1. Лекции; 2. Практические занятия; 3. Лабораторные работы; 4. Курсовой проект; 5. Экзамен. ЛЕКЦИИ Полный курс лекций в электронном виде ...»

Существует два основных способа обработки газа с помощью детандера (рис.50). Так называемая «открытая» схема (а) в которой исходный газ потоком (I) проходит через теплообменник (1), где предварительно охлаждается обратным потоком осушенного газа и поступает в сепаратор (2), где освобождается от свободной влаги и углеводородного конденсата. Жидкая фаза из сепаратора выводится потоком III на разделение. Оставшийся газ поступает на детандер (3), где и подвергается глубокому охлаждению. Сконденсировавшаяся при этом влага и углеводородный конденсат отделяются в сепараторе (4) и выводятся потоком (IV) на разделение. Высушенный газ, пройдя через теплообменник (1), поджимается в компрессоре (5), жестко соединенным с детандером и потоком (III) покидает установку. Если необходимо поджать газ до исходного давления, то к компрессору (5) дополнительно подключают электродвигатель. Для предотвращения намерзания в соответствующие точки схемы подаётся ингибитор, поток V. Утилизация потоков II и IV сводится к отстою для отделения углеводородной части и регенерации ингибитора из водного раствора с возвратом его в процесс.

Рис.50. Схема установки для охлаждения газа с помощью детандера.

В «закрытой» (б) схеме вместо осушенного газа компримированию подвергается любой другой газ, поток VI. Чаще всего это газ концевых ступеней сепарации утилизация которого из – за малого давления затрудне на. Более того, в этом случае удаётся даже этот дополнительный газ несколько подсушить после охлаждения в теплообменнике (6). Частично отделившаяся влага и углеводородный конденсат потоком VIII выводятся на разделение, а оставшийся газ (поток VII) может быть направлен на дальнейшую подготовку. Поскольку охлаждение газа концевых ступеней незначительное, применение ингибитора, как правило, не требуется.

Подобные установки получили широчайшее распространение в западных странах, где их количество измеряется сотнями, причём применение детандеров всегда комплексное, т.е. охлаждение используется не только для осушки газа и отделения от него углеводородного конденсата, но и для выделения из газа отдельных компонентов.

В качестве примера рассмотрим принципиальную схему установки канадской фирмы Badger Engineering Ing (рис.51).

Рис.51. Принципиальная схема установки фирмы Badger Engineering Ing Исходный газ потоком (I) после смешения с метанолом (поток II) подаётся в центробежный сепаратор (1), в котором происходит отделение основного количества спирта, успевшего поглотить свободную влагу. Затем, газ поступает в сепаратор высокого давления (2) где более полно освобождается от жидкой фазы. Оставшийся газ поступает в детандер (3) где охлаждается до температуры от – 62 до – 107 0С. Температура подбирается таким образом, чтобы при оставшемся давлении все компоненты кроме метана перешли в жидкое состояние. Охлажденная смесь направляется в сепаратор низкого давления (5) где и происходит выделение сухого газа, состоящего, в основном, из метана. Этот газ поджимается в компрессоре (4) и потоком (III) направляется потребителю.

Жидкая фаза из сепаратора поступает в колонну (6) – деметанизатор в которой за счет постепенного нагрева жидкость освобождается от растворенного в ней метана, присоединяемого к потоку сухого газа. Подогрев осуществляется с помощью «горячей струи» через теплообменник (7), обогреваемый частью исходного газа. Деметанизированный газ направляется в колонну (8) – деэтанизатор, где за счет снижения давления происходит выделение этана, направляемого потоком (IV) потребителю. Оставшаяся смесь через промежуточную ёмкость (16) и отстойник (17) направляется в ректификационную колонну (18) – депропанизатор. На входе ёмкости она смешивается с углеводородной компонентой, поступающей с узла регенерации метанола. Подвод тепла в колонну осуществляется путём организации горячей струи в кубовой части с помощью насоса (10) и теплообменника (11).

Теплоносителем служит водяной пар. Отогнанный пропан охлаждается в водяном холодильнике (19) и частично возвращается на орошение колонны и, в принципе, может быть направлен потребителю. Но если в исходном газе содержались сероводород, меркаптаны и другие сернистые соединения, этого сделать нельзя; т.к. они в значительной мере выделяются в газовую фазу в тех же условиях, что и пропан. Поэтому, пропан направляют на блок очистки, состоящий из абсорбера (21) и десорбера (24). О работе этого узла будет подробно рассказано ниже в соответствующем разделе. Очищенный пропан проходит окончательную очистку защелачиванием в ёмкости (22) и через отстойник (23) потоком (VIII) направляется потребителю. Выделенные кислые компоненты потоком (IX) направляются на утилизацию. А депропанизированная смесь из колонны (18) направляется в ректификационную колонну (26) – дебутанизатор, работающую аналогично колонне (18). Выделенный бутан также направляется на блок очистки, состоящий из адсорбера (29) и десорбера (24). Очищенный бутан через ёмкость (30) в которой при необходимости тоже можно организовать защелачивание, потоком (Х) направляется потребителю. Оставшиеся углеводороды под названием конденсата потоком (XI) выводятся с установки. При необходимости он может быть разделён на ШФЛУ и нефтяную часть или из него может быть продолжено извлечение индивидуальных компонентов или узких фракций, т.е. схема открыта для наращивания. Узел регенерации метанола состоит из двух основных аппаратов – тарелчатой колонны (9) и насадочной колонны (14) где метанол просто отпаривают, охладжают и конденси – руют в АВО (12), отделяют от увлечённых углеводородов в сепараторе (13) и накапливают в ёмкости (15), откуда после добавки свежего потока (поток VI) возвращают в процесс. Углеводородная часть (С 4+высш) из сепаратора (13) и куба колонны (9) направляются на дебутанизацию. В сепараторах (1) и (2) поддерживают такие условия, что более лёгкие компоненты в водный раствор метилового спирта практически не попадают.

Осушка газа абсорбцией Абсорбция – это объёмное поглощение газов и паров жидкостью (абсорбентом) с образованием раствора.

Процесс обратный абсорбции называется десорбцией.

Различают физическую, химическую и так называемую промежуточную абсорбцию. Физическая абсорбция связана с образованием физического раствора без химического взаимодействия поглощаемого компонента и растворителя. Энергия взаимодействия поглощаемого компонента и растворителя всегда 20 кДж/моль поглощаемого вещества. Химическая абсорбция (хемосорбция) связана с протеканием определённых химических реакций между поглощаемым компонентом и абсорбентом. Энергия взаимодействия в этом случае всегда > кДж/моль. Наконец, промежуточная абсорбция связана с образованием между молекулами поглощаемого вещества и абсорбента слабых координационных связей (например, водородных) с энергиями взаимодействия 20 – кДж/моль.

При физической абсорбции поглощающая способность абсорбента (разумеется при достижении равновесия) определяется константой фазового равновесия). Чем она меньше тем лучше поглотительные возможности растворителя. Константа фазового равновесия, в свою очередь, является функцией давления, температуры и состава газа и жидкости, т.е.:

причём, решающее влияние принадлежит первым двум аргументам:

- с ростом давления растворимость любого компонента газа увеличивается (константа фазового равновесия понижается);

- с ростом температуры растворимость плохо растворимых газов увеличивается (за исключением водных растворов), а растворимость хорошо растворимых газов уменьшается.

При химической абсорбции поглощающая способность абсорбента (при достижении равновесия) определяется константой равновесия конкретной химической реакции, которая, в свою очередь, подчиняется принципам Ля –Шателье. Поскольку поглощение идёт с уменьшением объёма, то:

- с ростом давления растворимость увеличивается. Поскольку хемосорбция может идти как с выделением, так и с поглощением тепла, причём, в гораздо больших количествах, чем при физической абсорбции, то:

- с ростом температуры растворимость будет уменьшаться, если реакция идёт с выделением тепла, и, наоборот, будет возрастать, если реакция идёт с поглощением тепла. Кроме того, при хемосорбции роль двух последних аргументов, пожалуй, не менее значительна, ибо может привести либо к полному прекращению реакции (ингибирующие добавки), либо к её стремительному протеканию в присутствии катализирующих добавок. При этом, с термодинамической точки зрения химическая абсорбция особо выгодна для удаления из газа компонентов с малыми концентрациями, в то время как для грубой очистки пригодны оба метода.

- При физической абсорбции поглощаемый газ в результате молекулярной, конвективной, а также турбулентной диффузии из ядра газового потока переносится к границе раздела фаз, а затем, по такому же механизму равномерно распределяется в объёме жидкости. При химической абсорбции эти процессы осложняются химической реакцией, причём, скорость каждого процесса сказывается на скорости реакции. Поскольку скорость химической реакции, как правило, намного выше скорости диффузии, именно последняя (во всех своих проявлениях) является лимитирующей стадией процесса.

Абсорбция осуществляется в массообменных аппаратах называемых абсорберами (скрубберами). Их классификация, устройство, расчет и анализ работы подробно изложены в материалах практических занятий.

Абсорбцию, как правило, осуществляют в виде абсорбционно – десорбционного цикла (рис.52).

Рис.52. Технологическая схема абсорбционно – десорбционного цикла.

Однако, стадия десорбции может отсутствовать, если в результате абсорбции получают готовый продукт или регенерация поглотителя невозможна (разомкнутый цикл). При этом, чем выше циркуляция поглотителя, тем меньше размеры абсорбера, но выше эксплуатационные расходы и побочное поглощение из газа нецелевых компонентов. Для снижения этих расходов поглотитель может подаваться в абсорбер разной степени регенерированности в разные точки, соответственно, и отбираться из десорбера об будет из разных точек. Регенерация абсорбентов, как правило, проводится либо снижением давления, либо нагреванием, либо отдувкой плохо растворимым газом.

Физическую абсорбцию осуществляют, как правило, при температуре приходящего газа (20 – 40 0С) или при специально понижаемых температурах, т.к. при этом возрастает растворимость хорошо поглощаемого компонента и снижается растворимость плохо поглощаемых компонентов, т.е. повышается селективность процесса (любой компонент можно сделать хорошо или плохо растворимым, меняя марку растворителя). Кроме этого, уменьшаются потери растворителя от испарения и рост парциального давления поглощаемого компонента в исходном газе практически не влияет на степень циркуляции поглотителя чего не скажешь о хемосорбции.

К жидкому абсорбенту, предназначенному для осушки газа, предъявляются многочисленные требования, основные из которых сводятся к следующему:

1. Высокая влагоёмкость;

2. Нетоксичность;

4. Отсутствие корродирующих свойств;

5. Низкая растворяющая способность по отношению к углеводородам и слабая растворимость в них;

6. Простота регенерации.

В наибольшей степени этим требованиям отвечают диэтиленгликоль и триэтиленгликоль (ДЭГ и ТЭГ) – ГОСТ 10136 – 77. Используя ДЭГ можно уменьшить температуру точки росы газа по воде примерно на 300С. ТЭГ обладает более высокой влагоёмкостью, но труднее регенерируется по сравнению с ДЭГом. В России, в основном, используется ДЭГ. Во ВНИИСПТнефти и ЦКБН созданы блочные автоматизированные установки осушки газа ДЭГом пропускной способностью 100, 200 и 300 тыс.м 3/сутки на рабочее давление 10 атм и пропускной способностью 500 тыс м3/сутки на рабочее давление 6 атм. В последнее время появились установки пропускной способностью 1200 и 2400 тыс м3/сутки на рабочее давление 10 атм. Немало осталось в России и установок спроектированных в ГДР, основанных на использовании ТЭГа с пропускной способностью 500 тыс м3/сутки на рабочее давление 6 атм. Принципиальные технологические схемы отечественных и импортных уста новок осушки газа аналогичны и приведены на рис. 53:

Рис.53. Принципиальная схема абсорбционной осушки газа.

Исходный влажный газ потоком (I) проходит через холодильник (1), охлаждаемый любым хладоагентом (поток II) и с температурой порядка 350С поступает в сепаратор (2), где он освобождается от жидкой влаги и сконденсировавшихся тяжелых углеводородов, выводимых с установки потоком (III). Охлаждённый газ освобождается от уносимого тумана жидкости в ловушке с завихряющим устройством (3) и поступает в сепаратор тонкой очистки (5), снабженный отбойными устройствами, где и происходит окончательное отделение от газа капельной жидкости, накапливающейся в нижней части сепаратора. Накопленная жидкость вместе сводой и тяжелыми углеводородами, поступающими из отбойника (3), через регулятор уровня сбрасывается в поток (III).

Очищенный газ через флянцевое соединение подаётся в распылительный абсорбер (4), в объёме которого с помощью специальных форсунок распыляется абсорбент. Распылительные ступени в абсорбере (4) установлены последовательно относительно газового потока и параллельно относительно абсорбента. Кроме того, абсорбер имеет соответствующее число эффективно действующих промежуточных насадок. В результате тесного контакта в абсорбере происходит поглощение влаги. Осушенный газ через каплеуловительную секцию (7) потоком (IV) покидает установку, а насыщенный абсорбент через сепаратор тонкой очистки (6) направляется на регенерацию, сводящуюся к выпариванию поглощенной воды. Для этого насышенный абсорбент нагревают примерно до 50 0С в дефлегматоре (8), расположенном в верхней части выпарной колонны (9), затем примерно до 100 0С в теплообменнике (10), расположенном в ёмкости сбора регенерированного абсорбента (11) и поступает в выпарную колонну (9), снабженную контактными устройствами. Температура в верхней части колонны (9) поддерживается на уровне 700С. Орошение верхней части происходит за счет конденсации паров воды на трубках дифлегматора.

Температура в нижней части колонны поддерживается на уровне 1650С, за счет паров абсорбента, поднимающихся из испарителя (12). В этих условиях отпаренная вода потоком (V) в виде пара стравливается в атмосферу. Регенерированный абсорбент из накопительной ёмкости (11) после охлаждения в калорифере (14) и прохождения фильтра (15) насосом (16) возвращается в процесс. Унос реагента газом непрерывно компенсируется (поток VIII).

Источником тепла для регенерации служат дымовые газы, образующиеся в топке под давлением (17), при сжига нии части осушенного газа в воздухе (поток VII). После отдачи тепла дымовые газы потоком (VI) выбрасываются в пятиметровую дымовую трубу.

Установка выполнена в блочном исполнении (блок охлаждения, сепарации, абсорбции и регенерации).

Каждый блок установлен на металлических санях. Первые три блока монтируют в общем ангарном укрытии.

Итак, мы уже неоднократно встречаемся со специальными устройствами, носящими название контактных. Познакомимся с ними поближе. Они служат одной цели – обеспечить тесный контакт и взаимодействие газовой и жидкой фазы. Различают контактные устройства тарелчатого и насадочного типа. Контактные устройства тарелчатого типа представляют собой жесткую металлическую конструкцию, самых различных модификаций (колпачковые, S – образные, сетчатые, желобковые и т.д.).

Рассмотрим принцип действия одной из них – колпачковой (рис.54).

Влажный газ подаётся на осушку в нижнюю часть абсорбера. Вначале он попадает в каплеотделитель, снабженный насадкой для отделения от него взвешенных капель воды. Затем, газ через тарелки поднимается вверх. Число тарелок в аппарате может быть от 5 до 12.Навстречу газу стекает абсорбент. Каждый колпачек погружен своими краями в абсорбент, образуя гидравлический затвор. Газ, поднимаясь по сквозным патрубкам, пробивается через затвор и распыляет абсорбент. Края колпачков зазубрены. Абсорбент контактирует с газом, главным образом, в зонах пены, брызг и в образующемся в межтарелчатом пространстве тумане.

1. Насадка для отделения от газа капель воды; 2. Глухая тарелка; 3. Штуцер; 4. Копачек; 5. Колпачковая тарелка; 6. Насадка для отделения от газа капель абсорбента; 7. Сливная труба; 8. Корпус.

I. Осушенный газ из абсорбера; II. Регенерированный или свежий абсорбент; III. Отработанный абсорбент на регенерацию; IV. Сырой газ на осушку; V. Вода в канализацию.

Контактный аппарат насадочного типа представляет собой полую колонну, в которой часть объёма заполнена слоями твёрдых тел различных размеров и форм – неподвижными и подвижными насадками – которые служат для создания развитой поверхности контакта между взаимодействующими потоками. Если насадка неподвижна, то она засыпается на опорные решетки, имеющие отверстия для стока жидкости и прохождения газа (рис.55).

Рис.55. Схема действия насадочного абсорбера Жидкость при этом, подаётся на насадку сверху при помощи специальных распределительных устройств. По всей высоте насадки равномерное распределение жидкости невозможно из-за так называемого пристеночного эффекта вследствие которого жидкость самопроизвольно стремится к переферии. Для предотвращения этого и улучшения смачиваемости насадки ее укладывают не сплошь на всю высоту, а отдельными слоями по 1,5 - 3,0 м и под каждым из них кроме нижнего, размешают устройства перераспределяющие потоки жидкости.

3,4 - распределители и перераспределители жидкости соответственно.

Газ и жидкость движутся, как правило, противотоком и лишь при высоких скоростях газа (более 10 м/с) используют прямоток (нисходящий).

Для работы с грязненными газами и жидкостями применяют аппараты с подвижной насадкой, в которой твердые элементы поддерживаются в псевдоожиженном состоянии потоком газа. Объем псевдоожиженного слоя ограничивается решетками, расположенными, как правило, на расстоянии 1,0 -1,5 м друг от друга.

Насадочные тела изготавливают обычно из металла, стекла, керамики, пластмасс, дерева и загружают в аппараты либо навалом (нерегулярные насадки), либо укладывают или монтируют в определенном порядке (регулярные насадки).

Основными характеристиками насадок являются - удельная поверхность и свободный объем. Под удельной поверхностью понимают суммарную поверхность всех насадочных тел в единице объема аппарата (м 2/м3).

Чем она выше, тем больше эффективность работы насадки, но выше гидравлическое сопротивление и меньше производительность. Свободный объем это суммарный объем пустот между насадочными телами в единице объема аппарата (м3/м3). Чем больше эта величина, тем выше производительность аппарата, меньше гидравлическое сопротивление и меньше эффективность.

Элементы нерегулярных насадок выполняют в виде колец, спиралей, роликов, шаров, полусфер, седел и др. Наиболее распространены: кольца Рашига с высотой, равной диаметру, кольца Палля, Лессинга, седла Берля и насадки Инталокс.

Регулярные насадки имеют меньшее гидрав лическое сопротивление и большую пропускную способность. Это в основном - хордовые насадки сетчатые насадки и трубчатые насадки самых различных модифика ций.

Помимо тарелчатых и насадочных аппаратов используется их комбинация. В них слои насадок чередуются с тарелками, одновременно исполняющими роль перераспределителей жидкости.

Насадочные аппараты обладают высокой разделительной способностью и большой производительностью, сравнительно невысоким гидравлическим сопротивлением, просты и надежны в работе. Но из них трудно отводить тепло.

Осушка газа адсорбцией Адсорбция - это объемное поглощение газов и паров поверхностью твердого тела (адсорбентом) с образованием обновленной поверхности.

Процесс обратный адсорбции называется десорбцией.

Различают физическую, химическую и так называемую промежуточную адсорбцию. Физическая адсорбция связана, как правило, с Вандер-Ваальсовыми силами, удерживающими молекулы газов и паров у поверхности твердого тела и не сопровождается химическим взаимодействием между поглощаемым компонентом и поглотителем. Энергия взаимодействия в этом случае не превышает нескольких десятков кДж/ моль поглощаемого вещества.

Химическая адсорбция (хемосорбция) связана с протеканием определенных поверхностных химических реакций между поглощаемым веществом и адсорбентом и для своего осуществления требуют преодоления определенного активационного барьера. Энергия взаимодействия, в этом случае, достигает нескольких сотен кДж/модь поглощаемого вещества. Наконец, промежуточная адсорбция связана с образованием между молекулами поглощаемого вещества и поверхностью адсорбента слабых координационных связей (например, водородных) с промежуточными значениями энергии взаимодействия.

При физической адсорбции поглощающая способность адсорбента (разумеется, при достижении равновесия) определяется температурой, давлением, концентрацией поглощаемого компонента и удельной поверхностью поглотителя.

- чем выше температура, тем меньше поглощающая способность адсорбента, т.е. физическая адсорбция экзотермична.

-с ростом давления, наоборот, поглощающая способность адсорбента нарастает (разумеется, речь идет о парциальном давлении поглощаемого компонента).

- влияние концентрации поглощаемого компонента и удельной поверхности адсорбента аналогичны влиянию давления.

При химической адсорбции поглощающая способность адсорбента (при достижении равновесия), как и при абсорбции, целиком определяется константой равновесия конкретной химической реакции, которая, как известно, подчиняется принципу Ля-Шателъе.

Существует множество технологических приемов проведения адсорбционных процессов. Наибольшее распространение получили циклические (переодические) установки с неподвижным слоем адсорбента, основной узел которых - один или несколько адсорберов, выполненных в виде полых колонн, заполненных гранулированным адсорбентом. Газовый поток, содержащий адсорбируемые компоненты, пропускается через слой адсорбента до проскока. После этого, адсорбент в адсорбере регенерируют, а газовый поток направляют в другой адсорбер.

Регенерацию проводят нагреванием, сбросом давления, вытеснением или комбинацией этих методов. Так как время адсорбции и регенерации не совпадает, то подбирают такое число одновременно работающих и регенерируемых адсорберов, чтобы в целом процесс шел непрерывно. При этом. возможно 2 варианта: 1 - целевой про дукт адсорбируется и может быть выделен только при регенерации. 2-адсорбируются нецелевые компоненты. В этом случае, целевой продукт получают непосредственно при адсорбции.

попадает в так называемый эрлифт, представляющий собой вертикальную трубу, параллельную адсорбционной колонне. По этой газовый поток поступает в среднюю часть адсорбера и движется вверх противотоком к адсорбенту. В верхней части колонны непрерывно происходит адсорбция, в нижней - регенерация. Возможна и другая конструкция - когда десорбер выполнен в виде отдельного аппарата, параллельного адсорберу. В этом случае, необходимы два эрлифта.

Наконец, существуют установки с псевдоожиженным (кипящим) слоем адсорбента, при котором, газовый поток, поступающий в адсорбер снизу, приводит адсорбент во взвешенное состояние. При этом, резко увеличивается эффективность массообмена между адсорбентом и газом и сокращается длительность адсорбции и десорбции, проводимой, обычно, в другом аппарате.

К твердому адсорбенту, предназначенному для осушки газа, предъявляются многочисленные требования, основные из которых сводятся к следующему:

1. Большая адсорбционная емкость 2. Легкость регенерации 3. Механическая прочность 4. Химическая инертность и термическая стой -кость 5. Низкое сопротивление потоку газа 6. Способность выдерживать много циклов адсорбция - десорбция Наиболее полно данным требованиям отвечают адсорбенты, основные свойства которых приведены в табл.10.

Принципиальная технологическая схема осушки газа методом адсорбции приведена на рис. Рис.56. Принципиальная технологическая схема осушки газа методом адсорбции Исходный влажный газ потоком I поступает в один из адсорберов 1, 2, находящихся в данный момент на стадии адсорбции. Пройдя сверху вниз через слой адсорбента, осушенный газ потоком II покидает установку.

Цикл адсорбции обычно продолжается 12-16 часов, после чего адсорбер переключают на регенерацию, осуществляемую газом или воздухом. При использовании газа его отбирают из потока П через регулятор давления 3, снижающего давление почти до атмосферного, подают на газодувку 6, направляющую газ в подогревающее устройство 7, а затем, и в соответствующий адсорбер. Насыщенный влагой газ регенерации поступает в АВО-4, а затем в сепаратор 5, где от него отделяется сконденсировавшаяся влага. Цикл регенерации обычно длится 6-7 часов.

Содержание в газе высокомолекулярных углеводородов, H2S, СО2, твёрдых и жидких взвешенных частиц снижает поглотительную способность адсорбентов, поэтому газ до поступления на осушку целесообразно очищать от указанных примесей.

Цеолиты, кроме влаги, способны поглощать высокомолекулярные углеводороды, H 2S, СО2 т.е. одновременно осуществляют частичную очистку газа.

Подведём итог: область применения (по требуемой точке росы) всех рассмотренных способов осушки газа может быть проиллюстрирована рис.57.

Рис.57. Область применения (по требуемой точке росы) всех рассмотренных способов осушки газа 1. Цеолиты; 2. Оксид алюминия и силикагель; 3. Гликоли; 4. Хлористый литий (р – р); 5. Хлористый кальций (р– р); 6. Дросселирование; 7. Холодильные машины; 8. Охлаждение водой; 9. Охлаждение воздухом; 10. Детандер.

Под агрессивными примесями в природных и попутных газах понимают совокупность естественных компонентов, способных вызвать (особенно в присутствии свободной воды) интенсивную коррозию трубопроводов и оборудования. К ним, в основном относят H2S, СО2 и меркаптаны R-SН. Помимо коррозионной активности ряд агрессивных компонентов способен оказывать крайне нежелательное воздействие на окружающую среду и даже непосредственно угрожать здоровью и жизни человека. К подобным компонентам относят прежде всего H2S и R-SН. Наконец, многие агрессивные компоненты при использовании газа в качестве топлива способны образовывать различные оксиды серы, ещё более опасные для флоры и фауны, не говоря уже о оборудовании, чем исходные серосодержащие вещества. К подобным компонентам, кроме названныx сероводорода и меркаптанов, относят СOS и СS2.

Суммарная концентрация подобных веществ может достигать нескольких десятков грамм на каждые м газа, взятого при н.у.; в то время как в очищенном газе она колеблется в пределах от 150 до 700 мг/100 м 3 газа, взятого при н.у., в зависимости от жесткости нормативных документов в конкретной стране.

Принято различать очистку газов методом абсорбции; методом адсорбции; с использованием мембранных технологий и дистилляционные процессы.

Наибольшее распространение получил метод очистки газов с помощью абсорбции, который, в свою очередь, может быть представлен 4-я группами:

- процессы, основанные на химическом взаимодействии кислых компонентов с жидким поглотителем (хемосорбция);

- процессы, основанные на применении жидких абсорбентов, которые осуществляют поглощение за счет физического растворения кислых компонентов (физическая абсорбция);

- процессы, основанные на применении смеси физических и химических растворителей;

Процессы химической абсорбции Характерной особенностью подобных процессов является высокая поглотительная ёмкость (прежде всего по отношению к Н2S) уже при низких давлениях и высокая избирательность поглощения по отношению к углеводородам, что позволяет применять их для очистки жирных газов. Общие недостатки - значительный расход тепла и потери абсорбента за счет уноса, необратимых реакций и разложения.

1. Наиболее старым процессом в этой группе является щелочная очистка гидрокарбонатным, поташным способом, применением каустической соды и тому подобных веществ. В последние 40 лет эти процессы практически полностью вытеснены более современными. Эти процессы обладали высокой селективностью по отношению к кислотным компонентам, были достаточно быстры (особенно в присутствии катализаторов), просты и дешевы, но степень извлечения не превышала 95 %, что совершенно не удовлетворяет современным требованиям.

Примером может служить Сиборд-процесс, в котором поглощение сероводорода осуществлялось водным раствором Na2CO3 с регенерацией абсорбента воздухом.

2. Очистка с помощью алканоламинов.

По химической структуре они делятся на первичные (моноэтаноламин - МЭА и дигликольамин - ДГА), вторичные (диэтаноламин - ДЭА и диизопропаноламин - ДИПА) и третичные (триэтаноламин - ТЭА и метилди этаноламин - МДЭА).

Все они являются слабыми органическими основаниями и поэтому реагируют с кислыми газами с образованием соответствующих солей. Для всех этих реагентов поглощение проводится при обычной температуре и повышенном давлении, а регенерация - при давлении близком к атмосферному и повышенной температуре.

Промышленное применение нашли только 4 алканоламина - МЭА, ДЭА, ДГА и МДЭА - которые суще ственно различаются по своим свойствам и эксплуатационным характеристикам.

До 70 - х годов являлся наиболее распространённым способом очистки. Характеризуется высокой поглощающей способностью, возможностью достижения высоких степеней очистки и лёгкостью регенерации. Особенно эффективен при давлениях менее 1,4 МПа и исходной концентрации кислых компонентов до 15 % об. Реагент применяется в виде 10 - 20 % водного раствора со степенью насыщения кислыми компонентами не более 0,25 моль/ моль, в противном случае, оборудование будет подвергаться интенсивной коррозии. К другим недостаткам процесса относятся: высокий расход реагента из-за уноса с уходящим газом мелкодисперсных капель раствора в результате вспенивания, высокой упругости паров МЭА, потерь МЭА из-за необратимых реакций с СО2, СOS и СS2 ; его малая эффективность при удалении меркаптанов и высокие затраты на регенерацию.

Существует несколько модификаций технологических установок, реализующих подобный процесс, отличающихся, в зависимости от страны изготовителя как производительностью, так и деталями оформления схемы.

Так, в России и-том ГИПРОВостокНефть и ЦКБН разработаны установки для очистки газа от H 2S МЭА с пропускной способностью 100 и 300 тыс.м 3/сутки в блочном исполнении на рабочее давление от 6 до 17 атм.

(рис.58).

Рис.58. Технологическая схема МЭА – процесса Исходный газ, содержащий кислые компоненты, потоком I подаётся в нижнюю часть насадочного абсорбера - 1, орошаемого частично регенерированным МЭА - поток Х (предварительная очистка) и полностью регенерированным МЭА - поток III (окончательная очистка). Очищенный газ с верхней части абсорбера по шлемовой линии поступает в газовый сепаратор 2, где освобождается от унесённых капель МЭА и потоком II покидает установку.

Насыщенный раствор МЭА вместе с жидкостью из сепаратора 2 поступает самотёком в выветриватель 3, где вследствие снижения давления на несколько атмосфер происходит выделение увлечённых углеводородов, которые потоком IV выводятся с установки в качестве топочного газа. Для гарантирования отсутствия в топочном газе H2S в верхней части выветривателя имеется насадка, орошаемая полностью регенерированным МЭА. Для предотвращения уноса брызг предусмотрен газовый сепаратор 4.

После выветривателя насыщенный раствор МЭА подогревается в теплообменнике 5 и 6 частично и полностью регенерированным МЭА и поступает на регенерацию в отпарную колонну 7 (десорбер) тарелчатого типа.

Стекая по тарелка вниз реагент нагревается до температур достаточных для полного выделения поглощенных кислых компонентов, которые выводятся сверху десорбера, охлаждаются в водяном холодильнике 8 и поступают в сепаратор 9 где и разделяются на кислые газы и сконденсировавшуюся воду. Кислые газы потоком VI выводятся на утилизацию (например на установку Клауса по производству элементарной серы; установку по получению H2SO4, сухого льда и т.п.), а вода в качестве орошения возвращается в десорбер.

Источником тепла служат два рибойлера 17 и 18, обогреваемых паром (поток VII и УШ). Через первый рибойлер с помощью насоса 16 прокачивается поток, образующий горячую струю, почти целиком возвращаемую в десорбер. Во второй рибойлер подается лишь несколько % реагента для его очистки от продуктов осмоления.

Для этого он нагревается гораздо сильнее (~200°С) вплоть до полного испарения с возвратом в десорбер в паровой фазе. Накапливающиеся в рибойлере 18 смолы выводятся потоком IX.

Полностью и частично регенерированный МЭА забираются соответственно насосами 11 и 14, отдают своё тепло в теплообменниках 6 и 5 и после охлаждения в АВО 13 и 15 до температуры ~30°С возвращаются в абсорбер. При этом. полностью регенерированный поток прогоняется ещё через фильтр 12 на котором задерживаются продукты коррозии.

Использование двух потоков реагентов позволяет существенно сократить размеры аппаратов и улучшить экономические показатели процесса.

Естественная убыль реагента непрерывно пополняется насосом 20 из ёмкости 19.

В последние 20 лет успешно применяется наряду с МЭА. По сравнению с МЭА он имеет следующие преимущества: образует с СOS и СS2 легко разлагаемые соединения, разрушающиеся на стадии регенерации и целесообразен для ещё более жирных газов. Упругость паров ДЭА при 40°С почти в 300 раз меньше, чем у МЭА, что существенно сокращает потери абсорбента. Насыщение ДЭА Н 2S может превышать 0,5 моль кислых газов на моль амина без опасности усиления коррозии, а для его регенерации необходимо гораздо меньший расход пара, ибо его связь с Н2S существенно слабее. Таким образом, лёгкость регенерации и высокая поглотигельная способность, обусловленная не только слабой коррозионной активностью, но и более высокой исходной концентрацией (до 35 %), делают этот процесс весьма конкурентноспособным, особенно при концентрации кислых компонентов от 10 до 25 % об.

К недостаткам процесса следует отнести меньшую реакционную способность ДЭА по сравнению с МЭА, что обеспечивает ему меньшую эффективность при небольших концентрациях агрессивных компонентов.

Существует несколько модификаций технологических установок, реализующих подобный процесс, отличающихся, в зависимости от страны изготовителя, как производительностью, так и деталями оформления схемы.

Наиболее широкое распространение получил модифицированный процесс ДЭА - очистки, имеющий название SNРА - ДЭА, который был разработан в конце 50-х годов во Франции. В настоящее время в мире насчитывается более 200 подобных установок (рис.59), причём, основное отличие от установок МЭА сводится к отсутствию куба-регенератора, испаряющего реагент.

Рис.59. Технологическая схема SNРА – ДЭА - процесса Исходный газ (поток I) поступает в вертикальный сепаратор 1, где освобождается от капельной влаги и тумана тяжелых углеводородов, выводимых с установки потоком II. После чего газ поступает в тарельчатый абсорбер 2 переменного сечения, орошаемый полностью (поток III) и частично регенерированным (поток IV) абсорбентом. Очищенный газ после газового сепаратора 3, потоком V покидает установку. Насыщенный реагент под давлением порядка 20 атм. прогоняется через жидкостную турбину 4, соединённую с генератором электротока и поступает в испарительную ёмкость (выветриватель) 5, где вследствие простого понижения давления из насыщенного реагента испаряются увлечённые углеводородные компоненты, которые после дополнительной очистки свежим ДЭА в сепараторе с насадкой б и газового сепаратора 7 потоком VI покидают установку в качестве топочного газа. Жидкая фаза из выветривателя 5 пропускается через угольный фильтр 8, на котором задер живаются как продукты коррозии, так и продукты осмоления ДЭА и после нагрева в теплообменниках 9 и 10 подаётся на регенерацию в тарелчатый десорбер 11. Регенерация осуществляется при атмосферном давлении и температуре в кубе колонны порядка 112°С Единственным отличием узла регенерации установок ДЭА от МЕА яв ляется способ организации горячей струи для поддержания в десорбере необходи мой температуры. В данном случае, подогрев необходимого количества жидкости осуществляется в рибойлере 18, обогреваемом дымовыми газами, образующимися при сгорании топочного газа (поток VIII) в воздухе (поток IX) в специальном топочном устройстве, вмонтированном в рибойлер. При этом, никакой перегонки реагента, в отличии от установок МЭА, не требуется. Дымовые газы (поток X) сбрасываются в дымовую трубу. Полностью регенерированный ДЭА перед подачей в абсорбер проходит дополнительную очистку на кизельгуровом фильтре 21.

Конкурентоспособность установок МЭА и ДЭА в настоящее время поддерживается только за счет постепенного, но непрерывного повышения концентрации МЭА и ДЭА в циркулирующих водных растворах. Именно такой подход позволяет снизить циркуляцию и увеличить насыщенность аминов поглощаемыми кислыми компонентами. К настоящему времени мольное содержание МЭА в рабочем растворе удалось поднять до 30 %, а ДЭА до 55 %, что позволило сократить эксплуатационные затраты до 40 %. Такое нарастание концентрации даётся не легко, т.к. даже при соблюдении описанных выше значений концентраций скорость коррозии такова, что наиболее уязвимые узлы (теплообменники, рибойле ры служат не более 2-4 лет. Причём, помимо общей коррозии наблюдается интенсивное растрескивание трубопроводов насыщенного и регенерированного растворов абсорбентов. Именно поэтому на таких установках огромное внимание уделяется ингибиторной защите оборудования от коррозии.

В России, в основном, используется разработанный в ВНИПИГазопереработке ингибитор на основе полисульфидов, дозировка которого в исходный реагент не превышает 0,002 % в пересчете на серу.

В западных странах наибольшее распространение получили ингибиторы американских фирм Оnion Саrbide Соrр. и \Warnen Реtго1еum Со основанные на синергетическом действии двух окислительных пассиваторов (например, марки SТ).

Кроме «реагентного» подхода, в последние годы многими фирмами предпринимаются попытки усовершенствования самой технологической схемы и аппаратурного оформления процесса. Заслуживают внимания результаты, полученные французской фирмой SNRA и американскими фирмами Вryan Research аnd Engineering 1nс и Рropak Systems Ltd. Исходя из положения, что основные затраты приходятся на энергию, необходимую для до ведения регенерированного абсорбента до рабочего давления и на тепло, необходимое для регенерации, французы предложили оригинальный способ рекуперации тепла за счёт вывода регенерированного абсорбента через промежуточный сепаратор с возвратом выделившихся горячих паров в десорбер. Американцы же предложили делать абсорбер переменного сечения, ибо в нижней части на 3 - 4 тарелках поглощается до 99 % Н 2S; а, в случае газа низкого давления с содержанием Н2S до 10 % использовать два последовательных абсорбера низкого и высокого давления с промежуточным компримированием. 99 % сероводорода будет поглощаться в 1 аппарате.

Данный процесс был разработан американской фирмой Fluor Engineers and Constructors Со и применяется в промышленности с 1965 года. В настоящее время в мире действует более 30 подобных установок самых различных модификаций (наиболее известные - процесс Эконамин и процесс Бенфильд Основные преимущества ДГА процесса по сравнению с МЭА сводятся к следующему:

1. Высокая концентрация исходного реагента в водном растворе (50-90%), что позволяет уменьшить кратность циркуляции от 20 до 40 %, сократить расход тепла на 20 %, уменьшить размеры аппаратов, сократив, тем самым, капитальные и эксплуатационные затраты.

2. Помимо очистки газа от кислых компонентов, одновременно осуществляется и его обезвоживание.

3. Метод гарантирует качественную очистку газа в широком диапазоне исходных концентраций кислых компонентов (от 1,4 до 35,0 % об.).

4. Низкая температура застывания реагента, что позволяет применять его в условиях холодного климата.

5.Низкое вспенивание.

6. Незначительная коррозия.

7. Процесс осуществляется при существенно более низком давлении (7-12 атм) и более высокой температуре (до 60°С).

8. Низкая растворимость углеводородов С5+высш в реагенте.

9. Возможность осуществить очистку в одну ступень (без использования частично восстановленного реагента).

10. Относительно лёгкая регенерация. Очищенный подобным образом газ содержит 1-2 мас.части сероводорода на миллион и менее 100 частей углекислого газа.

К недостаткам ДГА - процесса (рис.60.) следует отнести его высокую стоимость и значительные потери в процессе из-за побочных реакций и уноса.

Исходный газ потоком I через входной фильтр 1 поступает в нижнюю (кубовую) часть тарелчатого абсорбера 2, орошаемого лишь полностью регенерированньм раствором ДГА. Очищенный газ после каплеуловительного сепаратора 3 потоком II выводится с установки. Насыщенный реагент поступает в выветриватель с насадкой 4, орошаемой свежим реагентом. Вследствие снижения давления в выветривателе отделяется углеводородный газ, который после газового сепаратора 15 выводится с установки в виде топочного газа (поток VI); а жидкая фаза направляется на регенерацию в десорбер 5, где поддерживается давление порядка 1 атм и температура в кубовой части от 98 до 104°С, что позволяет обойтись без теплообменников. Оформление узла регенерации аналогично соответствующему узлу установки МЭА за тем лишь исключением, что рибойлеры 12 и 14, обеспечивающие 2 горячие струи, работают независимо друг от друга, причём, если в рибойлере 12 происходит лишь подогрев ДГА паром, то в аппарате 14 его полная перегонка, для освобождения от смол, выводимых с установки потоком V.

Рис.60. Технологическая схема ДГА – процесса.

В рибойлер 14 подаётся лишь 2 % ДГА, циркулирующего между абсорбером и десорбером. Кроме этого, до 10 % регенерированного ДГА непрерывно прокачивается через фильтр 8.

Данный процесс был разработан американской фирмой DOW Chemical Со и впервые применён в промышленном масштабе в 50-х годах фирмой Fluor Согр.

Процесс известен в 2-х вариантах: без применения активатора и с применением активатора. В первом случае МДЭА обладает значительной селективностью по отношению к Н 2S и R-SН, т.е. удаления С0 2 практически не происходит. Во втором случае селективность подавляется и из газа могут быть уда лены все кислые компоненты. Активатор разработан немецкой фирмой ВАSF и его добавка к МДЭА придаёт последнему свойства смеси химических и физических растворителей, что позволяет проводить частичную регенерацию простым снижением дав ления, а окончательную регенерацию осуществлять без перегонки реагента, т.к. при осуществлении oчистки продукты разложения и осмоления не образуются. Преимуществами МДЭА, кроме этого, являются низкие капитальные и эксплуатационные затраты, обусловленные низкой кратностью циркуляции, меньшие размеры оборудования и расходы тепла, а также низкая скорость коррозии (не более 0,04 мм/год). К недостаткам следует отнести высокую стоимость реагента, превышающую ~ в 2,5 раза стоимость МЭА и ДЭА. Технологическая схема установки приведена на рис. 61.

Рис.61. Технологическая схема МДЭА – процесса Исходный газ потоком I поступает в нижнюю часть абсорбера (насадочного) 1 переменного сечения, орошаемого частично- и полностью регенерированным раствором МДЭА. Очищенный газ потоком II покидает установку, а насыщенный реагент через гидравлическую турбину 2, служащую для сброса давления с отдачей полезной работы, поступает в испарительную ёмкость высокого давления 3 с насадкой, где происходит выделение увлечённых углеводородов, используемых в качестве топочного газа (поток III). Жидкая фаза из испарителя 3 подается в испаритель низкого давления 4 с насадкой где и происходит выделение кислых компонентов, которые через АВО 5 и сепаратор 6 потоком IV покидают установку. Жидкая фаза из сепаратора 6 насосом 7 возвращает ся в ёмкость 4. Частично регенерированный подобным образом МДЭА с помощью насоса 9 приводимого в движение жидкостной турбиной 2, направляется в нижнюю часть абсорбера 1 для предварительной очистки газа.

Другая часть частично регенерированного реагента насосом 8 прогоняется через теплообменник 9-а и поступает в насадочный регенератор 10 температура в котором поддерживается с помощью горячей струи, создаваемой с помощью рибойлера 13, обогреваемого паром (поток V). Продукты отгона возвращаются в ёмкость 4, а полностью регенерированный МДЭА, отдав своё тепло в теплообменнике 9-а, через АВО 12 возвращается в абсорбер д)0чистка с помощью других алканоламинов Как уже сообщалось, подобные процессы не нашли широкого промышленного применения, поэтому мы лишь упомянем один из них - относительно наиболее известный, так называемый Аляп -процесс, основанный на использовании ДИПА. Он обладает высокой поглощающей способностью к H2S и несколько меньшей по отношению к СО2 и R-SН, но зато с его помощью можно очищать от сероводорода даже жидкие углеводороды.

Принципиально новыми амиловыми растворителями являются стерически затруднённые амины, разработанные американской фирмой Еххоn Сo» в 1989 г. По сравнению с установкой МДЭА они позволяют снизить расход растворителя на 60 %, пара на 50 %, капиталовложений на 25 %, эксплуатационных расходов на 40 % при сохранении устойчивоcти к пенообразованию и малой коррозионной активности; причем, с помощью добавок можно извлекать как оба компонента – Н2S и СО2, так и только любой из них.

3. Очистка с помощью Fе(ОН)з Данный процесс разработан Ногайским НГДУ Дагестана совместно с СевКавНИИГаза и МИНХи ГП (рис.62) на пропускную способность 100 и 300 тыс.м3 газа в сутки (н.у.).

Исходный реагент Fе(ОН)з образуется в ёмкоcти 1 при поступлении в неё водных растворов FеС1з (поток I) и Na2CO3 (поток II) при перемешивании насосом 2 по уравнению:

2FеС1з+3Na2CO3+ЗН2O = 2Fе(ОН)з+6NаС1+ЗС Подготовленный абсорбент в виде суспензии насосом 3 откачивается в ёмкость 4, откуда и забирается насосом 5 по мере надобности и после смешения с исходным газом (поток III) - прямо в трубопроводе, прокачивается через два насадочных абсорбера 6 и 7, где и происходит поглощение сероводорода согласно реакции:

2Fе(ОН)з+ЗН2S = Fe2S3+6Н2O Остальные кислые компоненты практически не затрагиваются, т.ё процесс обладает высокой селективностью (избирательностью) по отношению к H 2S. Поглощение происходит при давлениях от 6 до 17 атм. Очищенный газ отделяется от раствора в сепараторе 8 (поток IV), а окончательное разгазирование жидкости осуществляется в сепараторе 9 при атмосферном давлении со сбросом остаточного газа (поток V) на факел. Отработан ный реагент возвращается в исходную ёмкость 4. Для осуществления регенерации часть реагента из ёмкости 4 забирается насосом 10 и прокачивается через эжектор 11, засасывающим атмосферный воздух (поток VI). Регенерация протекает согласно уравнения:

2Fe2S3 + 302 + 6Н2O = 4Fе(ОН)з + 6S Отработанный раствор непрерывно выводится потоком VII на извлечение порошка серы.

К достоинствам процесса безусловно следует отнести его предельную простоту, дешевизну реагентов и крайне низкие эксплуатационные затраты, обусловленные отсутствием какого-то бы ни было нагревателя. К недостаткам можно отнести смешение регенерированного и отработанного раствора в одной ёмкости, забивание насадки в абсорберах б и 7 порошком серы и гидрата окиси железа, нежелательную в данном случае селективность процесса и высокий унос Fе(ОН)з с потоком VII с установки.

Один из этих недостатков удалось преодолеть КраснодарНИПИНефти, предложившему использовать вместо насадочных абсорберов, абсорберы с многослойчатой решетчатой тарелкой, неспособной забиться серой и гидратом окиси железа.

Рис.62. Технологическая схема очистки газа с помощью Fе(ОН)з 4. Очистка с помощью К2CrO Институтом СевКавНИИГазом совместно с объединением Пермьгаз разработан и внедрён селективный способ очистки газа от H2S с использованием в качестве абсорбента водного раствора хромата калия. Газ очищается в колонне -абсорбере при 7 -- 8,5 атм при 20 - 50°С, заполненном реагентом через слой которого и пробулькивают газ, содержащий до 50 г Н2S на 100 м3 газа (н.у.).0чищенный газ направляется потребителям, а насыщенный реагент подаётся на регенерацию в электролизную ванну, где за счет электрохимического окисления образуется элементарная сера.

Процессы с физической абсорбцией Внедрение процессов очистки газа от агрессивных примесей с использованием физических растворителей началось с 60 - х годов и в настоящее время используют:

1.процесс Пуризол (растворитель н-метилпирролидон);

2. процесс Селексол (растворитель диметиловый эфир полиэтиленгликоля);

3. процесс Ректизол (растворитель метанол);

4. процесс Флюор Сольвент (растворитель пропилен-карбонат);

5. процесс Сепасольв МПЕ (растворитель диметиловый эфир полиэтиленгликоля);

6. процесс Криофак Технологические схемы этих процессов чрезвычайно просты и состоят из абсорбера, работающего при давлении от 0,4 до 7,5 МПа и температуре от -15 до +30°С; выветривателя, работающего при атмосферном давлении и циркуляционного насоса. К достоинствам физических растворителей следует отнести:

1. стойкость к пенообразованию;

2. некоррозионность и низкая температура замерзания;

3. простота и дешевизна регенерации простым понижением давления без нагрева;

4. химическая стабильность реагентов и их лёгкая разлагаемость при биологической очистке сточных вод;

5. Селективное удаление Н2S в присутствии CO2 (пoследний начинает удаляться только если СO2 : H2S > 1);

6. Гарантированное удаление R-SН, С0S, СS2.

Процессы смешанной абсорбции Несмотря на большое число патентов, предлагающих всевозможные подобные сочетания, в практике нашли применение лишь 3 процесса:

2. Сульфинол - процесс В качестве физического растворителя в Таусенд-пронессе применяют ди- или триэтиленгликоль, а хемосорбента - алканоламины, чаще всего МЭА. Этот процесс рекомендуется при невысоком объёмном содержании H2S, равном 0,5 -1,5 %.

В процессе Сульфинол, разработанном фирмой Shell Oil Со, в качестве абсорбента используется смесь сульфолана (тетрагидротиофендиокcида) и диизoпропаноламина в водном растворе. Преимущества такого смешанного растворителя заключаются в высокой растворимости СО2 и Н2S при малых парциальных давлениях в растворах аминов и больших - в сульфолане. К достоинствам процесса следует также отнести небольшое потребление пара, большую устойчивость против коррозии и способность подавлять ценообразование. Сульфинол способен удалять и другие сернистые соединения, включая С0S и СS 2. Недостатки процесса заключаются в повышенной растворимости тяжелых углеводородов, необходимости тщательной фильтрации раствора, высокой температуре замерзания и относительно высокой стоимости абсорбента. В последние годы процесс Сульфинол модифицирован: вместо вторичного амина ДИПА применяется третичный амин МДЭА, причем регенерация обоих растворителей осущ ествляется в одну общую стадию. Такой модифицированный процесс получил название Сульфинол -- СКОТТ. В мире действует уже более 150 подобных установок.

В процессе Оптизол, созданном американской фирмой С-Е Nаtсо, обеспечивается полное извлече ние Н2S, значительное удаление всех сернистых соединений и частичное извлечение СО 2. Абсорбенты представляют собой смесь амина, физического растворителя и воды, а схема установки аналогична алканоламиновой установке.

Абсорбционные процессы с окислительной конверсией Принято различать процессы, предназначенные для непосредственной очистки природных и попутных газов, и процессы, предназначенные для утилизации кислых газов, полученных на других установках очистки.

Первая группа представлена прцессами, Джаммарко, Вегрокок, Стретфорд и Такахакс.

Есть ещё метод Перрок и второй Таунсенд.

Перрок основан на извлечении H2S из газа аммиачными или содовыми растворами, содержащими специальный органический катализатор, позволяющий в последующем окислить сероводород до элемениарной серы воздухом. Очистка идёт в одну ступень с хорошими расходными показателями и без применения ядовитых веществ.

Второй Таусенд обладает исключительной селективностью по отношению к сероводороду, применим при любой его исходной концентрации и позволяет получить элементарную серу непосредственно в процессе очистки с одновременным высушиванием газа. В качестве химического поглотителя используется сернистый ангидрид, растворенный в ДЭГе или ТЭГе. Полученный раствор обладает низкой упругостью паров, термической стойкостью и большой гигроскопичностью. Поглощение Н2S происходит по следующей реакции:

ЗН2S+S02=3S+2Н2O Поскольку сера не растворяется в гликолях, ее суспензия в реакционной среде легко разделяется.

Технологическая схема процесса приведена на рис. 63.

Исходный газ потоком I поступает в нижнюю часть реактора 1. Противотоком ему (поток II) движется 98 % водный раствор гликоля с температурой 28°С, содержащий сернистый ангидрид не менее 1 моля на 2 моля Н 2S. При контакте фаз (чаще всего на насадке) реакция происходит мгновенно. Очищенный газ с остатками S0 2 через водяной холодильник 2 поступает в абсорбер высокого давления 3, где он контактирует с движущимся вниз потоком концентрированного и свободного от ангидрида гликоля (поток III). При этом, происходит абсорбция из газа