Очистка газа от агрессивных примесей с помощью адсорбции, с помощью мембранных технологий и с помощью дистилляционных методов (Райана-Холмса процесс)

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 100 м³ газа, взятого при н.у.; в то время как в очищенном газе она колеблется в пределах от 150 до 700 мг/100 м³ 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, сочетающие абсорбцию с одновременной окислительной конверсией сернистых соединений в элементарную серу.

Очистка газов от агрессивных примесей методом адсорбции

Данный способ предназначен, в основном, для очистки углеводородных газов от меркаптанов (с одновременной глубокой осушкой) и лишь частично от Н₂S. Процесс состоит из двух стадий: собственно очистки (адсорбции) и регенерации отработанного адсорбента путем нагрева в токе очищенного газа. Обеспечивая практически 100 % очистку от назван­ных соединений процесс служит источником трудно утилизируемых газов регенерации. Процесс может быть охарактеризован следующими технологически ми параметрами:

Температура, °С

адсорбции 20 - 40

регенерации 300 – 350

Давление адсорбции, атм. 30 - 60

Линейная скорость газа в адсорбере, м/с 1-3

Объемное содержание Н₂S в газе, % до 0,03

Содержание, г/м³ (н.у.):

R - SН 0,3 - 0,6

влаги 0,6 -1,3

В качестве адсорбентов используют цеолиты следующих марок:

отечественные: NаА-ч-1236; NаХ-ч-1232; АцС--1530; СаА А-17; СаА АБ-16; NаX - 362 и т.д.; импортные: (А - 4) фирма Тоjо Sodа (Япония); SР - 1335 фирма Тоjо Sоdа (Япония); СаА фир­ма Union Сагbidе (США) и т.д.

В процессе очистки происходит соадсорбция углеводородов С_5+высш которые при регенерации способны крекироваться и приводить к зауглероживанию поверхности адсорбента, поэтому совершенcтвование адсорбентов должно быть направлено на снижение температуры регенерации.

Утилизация газов регенерации (их объем дос­тигает 20 % от объёма очищенного газа) осуществляется одним из следующих способов:

1. Их гидрирование до Н₂S с дальнейшей очисткой любым известным способом.

2. Их реакция с элементарной серой с образовани­ем ценных полисульфидов и Н₂S.

3. Их термокаталитическое разложение с образованием Н₂S и углеводородных газов (в том числе непредельных) на катализаторах марок ЦВК и ЦВМ.