Технология переработки природного газа и конденсата - Афанасьев А.И.
ISBN 5-8365-0107-6
Скачать (прямая ссылка):
В промышленности наибольшее распространение получили процессы с использованием метанола, N-метилпирролидона, пропиленкарбоната, диметиловых эфиров ПЭГ.
В табл. 4.44 приведены данные о распространении процессов с использованием физических поглотителей для очистки газа [92, 91].
Физико-химические свойства абсорбентов приведены в табл. 4.45 [92, 91]. ,
338
Таблица 4.44
Основные процессы с использованием физических поглотителей
Процесс Поглотитель Фирма-разработчик Число устано-
(страна) вок
Ректнзол Метанол Лурги(ФРГ) 65
Пуризол N-метилпирролидон Лурги(ФРГ) 5
Флюор Пропиленкарбонат Флюор(США) 11
Селексол Смесь диметиловых эфиров полиэтилен-гликоля Норнтон(США) 35
Сепасолв-МПЕ Смесь метнлпзопро-ппловых эфнров по-лиэтнленглпколей БАСФ(ФРГ) 4
Таблица 4.45
Основные физико-химические свойства органических поглотителей
Показатель Пропиленкарбонат N-метнл-пирро-лидон Метанол Диметило-вый эфир полнэти-ленгликоля "Сепасолв-МПЕ"
Молекулярный вес 102 99 32 280-310 120
Температура (°С):
кипения (при 242 (4) 205 (100) 64,7 (100) 140 (1,3) 104 (0,125)
р, кПа)
плавления (при -49 -24 -97,8 -22 - -29 -25
р = 0,1 МПа)
Плотность при 1,2 1,03 0,79 1,03 (при 1,002
20 °С, т/см3 25 °С)
Вязкость, Пас, 6,64-10 3 1,84-10"3 0,6-10 3 5,8-103 (25) -
(при Т, °С) (18) (20)
Теплоемкость при 2,59 1,67 2,59 2,05 2,117 (при
25 °С, кДж/кг 100 °С)
Давление насыщен- 13 (27) 133 (40) 73 (10) 0,13 (25) 1,3 (60)
ных паров, Па (при Т, °С)
Теплота растворе-
ния, кДж/моль:
H2S. 15,49 23,86 19,26 442 21
(кДж/кг)
CO2 14,65 14,11 16,96 372 16,5
(кДж/кг)
Растворимость при ¦
температуре 25 °С t
и давлении р =
= 0,1 МПа, м3/м3:
H2S 10,4 48,8 80 (при 29 (при 28
-25,6 °С) -21 °С) 36
CO2 3,1 3,95 16,7 (при 4 (при
-25,2 °С) 21 0C)
В таблице 4.46 приведена растворимость H2S, CO2 и пропана в' некоторых физических абсорбентах при парциальном давлении компонентов 1 ата и температуре контакта 300 К [44].
22:
339
Таблица 4 46
Растворимость (дм'/дм3) H2S, CO2 и C3H8 в органических растворителях
Показатель Растворитель
H2S CO2 C3H8
Вода 2,5 0,8 0,05
Пропнленкарбонат 13,2 3,5 1,8-3,5
Селексол 26,0 3,6 4,7
Метанол при температуре, °С
-10 41,0 8,0 -
-30 - 15,0 -
N-метилпнрролидон 49,0 3,9 -
Сульфолан 15,9 2,9 1,1
Метнлцпанацетат 10,7 3,2 1,3
Метилкапролактам 37,8 3,0 3,8
Растворимость кислых компонентов в физических растворителях при различных температурах описывается уравнением [117]:
In TC11 = D1 + D2T + + D4In T, (4.73)
где Kn - константа Генри, атм/мол. доли; D1-D4- коэффициенты (табл. 4.47); T — температура контакта, К.
Таблица 4.47
Значения коэффициентов D1, D2, D3, D1
Температур-
Вещество ная область, 0C D2
Метанол
H2S CO2 -50,56-6,53 -3397,628 -1,18 76929,474 613,507
-80,3-72,5 -95,381 -0,034 619,929 19,125
Пропнленкарбонат
H2S CO2 -10-100 -363,035 0,088 -11973,508 -60,692
-10-100 -153,742 -0,056 2124,752 29,423
N-метил-пирролидон
H2S 10-60 -5497,082 -1,555 145346,333 960,973
71,11-167,67 -413,436 -0,111 9245,006 73,242
10-167,67 -325,303 -0,089 6675,05 58,170
CO2 10-60 -2350,771 -0,659 62245,557 411,198
71,11-167,67 -195,025 -0,038 5840,518 33,573
10-167,67 204,578 -0,0428 -7735,222 -32,842
COS 10-48,89 -3096,739 0,877 -84494,871 -539,069
71,11-167,67 52,272 0,0068 -3405,706 -6,957
10-167,67 -23,568 -0,0081 -790,176 5,608
Селексол
H2S 55-140 478,368 0,113 -16501,839 -79,989
0-50 -3516,25 -1,071 87704,298 621,717
0-140 -165,776 -0,0435 2611,478 30,007
CO2 0-45 -7132,428 -2,162 181108,658 1258,857
50-120 -5671,782 -1,332 172115,462 964,532
100-120 445,630 0,119 -13856,91 -75,774
340
Наиболее эффективными абсорбентами для очистки природных газов от H2S, CO2 и других сероорганических соединений являются абсорбенты на основе алкиловых эфиров поли-этиленгликолей.
Абсорбент "Селексол", разработанный фирмой "Allied Chemical Corparation" (США), представляет собой смесь диме-тиловых эфиров полиэтиленгликолей со средней молекулярной массой 280-310 [148]. Преимуществами процесса являются: селективное удаление кислых компонентов из газа, низкая коррозионная активность раствора, низкая температура замерзания раствора, низкое давление насыщенных паров абсорбента, абсорбент не разлагается при регенерации (разложение абсорбента наблюдается при температуре выше 155 °С). Высокая гигроскопичность абсорбента позволяет одновременно осушить газ.
К недостаткам абсорбента следует отнести большую растворимость углеводородов тяжелее этана.
Показатели работы одного из заводов в Германии, эксплуатирующего процесс "Селексол" для очистки природного газа, приведены в табл. 4.48 [148].
Эффективность применения абсорбента "Селексол" иллюстрируется расчетом из трех ъариантов селективного выделения H2S из газа [46]. Расчеты проведены для очистки 5,34 млн. м3/сут газа. Молярная доля компонентов газа, %: азот - 8,1, метан - 22, углекислота - 65,4, сероводород - 4,5.
Таблица 4.48
