Технология переработки природного газа и конденсата - Афанасьев А.И.
ISBN 5-8365-0107-6
Скачать (прямая ссылка):
В физических процессах извлечение кислых компонентов из газа происходит за счет физического растворения их в применяемом абсорбенте. Из физических абсорбентов промышленное применение для очистки газов нашли такие, как метанол, N-метилпирролидон, диалкиловые эфиры полиэтилен-гликоля, пропиленкарбонат и др.
При физической абсорбции необходимое количество абсорбента практически не зависит от процентного содержания примесей в исходном газе (по закону Генри). В то же время при химической абсорбции количество поглотителя пропорционально содержанию примесей. Указанные закономерности и определяют принципиальное различие между химической и физической абсорбцией (рис. 4.1).
Преимущество физических абсорбентов - способность удалять из газа одновременно с H2S и CO2 сероорганические соединения - меркаптаны, COS, CS2 и др. Низкая теплоемкость
251
Рис. 4.1. Характерные зависимости поглотительной способности различных абсорбентов от парциального давления примесей в исходном газе:
/ - химический абсорбент, 2 - физико-химический абсорбент, 3 - физический абсорбент
Парциальное давление
физических поглотителей в сочетании с более низкой теплотой абсорбции кислых компонентов сокращают энергетические затраты на процесс очистки по сравнению с обычными химическими растворителями
Физические абсорбенты по сравнению с хемосорбентами имеют сродство с углеводородными компонентами газа и хорошо растворяют их (особенно высшие и ароматические). Растворенные в абсорбенте углеводороды попадают в кислые іазьі, выделяемые при регенерации абсорбента, и вместе с ними на установку получения серы, вызывая преждевременную дезактивацию катализатора и понижая качество получаемой серы. Поэтому на практике физические абсорбенты используют либо для очистки "тощих" газов, либо после предварительного удаления из газа углеводородов С3+Вс.
В связи с тем, что хемосорбенты образуют с кислыми компонентами химические соединения, парциальное давление их над регенерированным раствором значительно ниже, чем при физической абсорбции. Поэтому при использовании физических растворителей труднее достичь тонкой очистки газа, что требует усложнения технологической схемы установки сероочистки (двух-, трехступенчатая регенерация насыщенного абсорбента, увеличение числа тарелок в абсорбере, дополнительная доочистка химическим абсорбентом и др.).
Для смешанных абсорбентов (комбинация хемосорбента и физического растворителя) свойственны промежуточные значения растворимости кислых компонентов. Они обладают преимуществами и недостатками как физических, так и химических абсорбентов.
252
В табл 4.31 приведен перечень основных процессов, применяемых для очистки различных газов за рубежом, и число действующих установок по состоянию на 01.01.1997 г.
Ведущее место в мировой практике в области очистки природного газа от кислых компонентов занимают аминовые процессы. Они применяются для очистки природного газа уже несколько десятилетий, но до настоящего времени остаются основными - примерно 70 % от общего числа установок.
Наиболее известными этаноламинами, используемыми в процессах очистки газа от H2S и CO2, являются: моноэтанола-мин (МЭА), диэтаноламин (ДЭА), триэтаноламин (ТЭА), дигликольамин (ДГА), диизопропаноламин (ДИПА), метилди-этаноламин (МДЭА).
Таблица 4.31
Основные процессы о1шстки природного газа, синтез — газа нефтезаводских газов (по состоянию на 1997 г.)
Процесс
Абсорбент
Число у станок
Ампновые, в том числе амин-гард
1. Процессы с химическими абсорбентами
Алканоламин + вода Диэтаноламин (моноэтаноламин) + вода
аднп Диизопропаноамин (метил-
диэтаноламин) + вода экономии Дигликольамин + вода
Бенфилд '* Карбонат калия+ вода+ добавки
бенфилд
Катакарб Раствор поташа+ингибитор кор-
розии+катализатор
2. Процессы с физическими абсорбентами
Более 1000 375
370
30 600
100
Ректпзол Холодный метанол 70
Пуризол N-метилпирролидон 5
Флюор Пропиленкарбонат 12
Селексол Диметиловый эфир полиэтилен- 50
гликоля
Сепасолв-МПЕ Диалкиловый эфир полиэтилен- 4
гликоля
3. Процессы с физико-химическими и смешанными абсорбентами
Сульфинол
Оптнзол Флексорб
Укарсол
Диизопропаноламин (или ме-тил-диэтаноламин) + сульфо-лан + вода
Амин + физический растворитель + вода
Пространственно затрудненный амин + (физический растворитель) + вода
Вторичный или третичный амин + физический растворитель + вода
180
6 30
!' 6
253
Из указанных аминов наибольшее практическое применение получили моно- и диэтаноламин. Применение ДЭА особенно целесообразно в тех случаях, когда в исходном газе наряду с H2S и CO2 содержится COS и CS21 которые вступают в необратимую реакцию с МЭА, вызывая его значительные потери. ДЭА с указанными примесями образует легкодиссоциируемые на стадии десорбции соединения. Очистка газа растворами ТЭА не получила широкого распостранения из-за его низких поглотительной способности и стабильности. Для селективного извлечения H2S в присутствии CO2 широко используется третичный амин-метилдиэтаноламин. В зависимости от конкретных условий применяются также смеси этаноламинов.
