Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Сероводород и оксид углерода (II), присутствующие в газовой смеси, абсорбируются в барботажной колонне водным раствором этаноламина при низких температурах. Образующийся комплекс поступает в стриппинг-колонну, где при нагревании происходит ре-
142
Рис. 111-25. Процесс «Джирботол» [455]:
а — основная технологическая схема; б — модифицированный процесс «Джирботол» с расщепляющимися потоками для снижения потребления пара; I — абсорбер; 2 — холодильник, раствора; 3 — насос; 4, 6 — теплообменники; 5 — регенератор; 7 — холодильник кислых газон.
генерация кислых газов, а раствор этаноламина возвращается в абсорбер (рис. 111-25,а).
Вначале для этой цели был использован триэтаноламин (ТЭА). Впоследствии было найдено, что для абсорбции сероводорода и CO2 с большим успехом может применяться 15—20%-ный водный раствор моноэтаноламина (МЭА), поскольку он отличается повышенной поглотительной способностью на единицу массы растворителя, большей реакционной способностью и легко регенерируется.
Недостатками МЭА является тот факт, что он образует с серо-окисью углерода устойчивое при высоких температурах соединение— диэтилкарбамид [CO(NHCH2CH2)2], что ведет к потерям «Эмина, а также то, что давление его паров относительно высоко, поэтому после стриппинга необходимо промывать кислые газы для удаления захваченных паров МЭА. Моноэтаноламин обычно используется для удаления серосодержащих примесей из природного газа, тогда как диэтаноламин (ДЭА), не образующий диэтилкарб-амида, применяется для очистки нефтезаводокого газа, содержащего некоторое количество карбонилсульфида. Диэтаноламин менее летуч, поэтому его потери невелики. Находит применение и ди-пропаноламин.
При обработке природного газа моноэтаноламином концентрация сероводорода снижается до 0,00575 г/м3, что удовлетворяет Даже наиболее жестким требованиям, предъявляемым к городскому газу. Для селективной абсорбции сероводорода в присутствии CO2 используют триэтаноламин или метилдиэтаноламин (МДЭА) в виде 30%-ного водного раствора.
143
Для извлечения сероводорода из природных газов некоторых месторождений, где он содержится в больших количествах (например, в Лаке), применяется процесс, разработанный фирмой Сосьетэ Насьональ де Петроль д’Акитэн. Он подобен процессу «Джирбо-тол», но в нем используется диэтаноламин (SNPA — DEA) [906]. Хотя технологические стадии аналогичны процессу «Джирботол», используются более концентрированные растворы амина и повышенные давления. Это позволяет уменьшить габариты установки, снизить капиталовложения и дает возможность одновременно извлекать карбонилсульфид, который затем регенерируют и удаляют с газами стриппинга. При этом ДЭА не разлагается. Содержание сероводорода в очищенном газе — менее 2 млн-1.
Если необходим сухой сероводород, то вместо воды при промывке газа для рекуперации летучего амина используют диэтиленгли-коль (иногда триэтиленгликоль).
Вследствие широкого распространения этих процессов и большой мощности установок экономически выгодно снизить потребление пара для стриппинга и улучшить процесс рекуперации тепла. Это достигается введением различных модификаций в схему. Так, например, первичную абсорбцию проводят в теплообменнике методом расщепляющегося потока, когда только часть раствора подвергается стриппингу. Это приводит к уменьшению количества пара, проходящего через стриппинг-колонну (рис. ІІІ-25, б).
Каменноугольный газ, получаемый в вертикальных ретортах с целью производства газа либо в горизонтальных ретортах, используемых для производства металлургического кокса, содержит гораздо больше примесей, чем природный или нефтеперегонный газ [655]:
V
Примеси Содержание, Примеси Содержание,
% (об.) % (об.)
Сероводород . . . 0,3-3,0 Тиофен (C4H4S) . . 0,010
Сероуглерод . . . 0,007—0,07 Карбонилсульфид . 0,009
Меркаптаны (RSH) 0,003 Цианистый водород 0,10—0,25
Кроме того, газы содержат около 1% аммиака и 1,5—2% оксида углерода (IV). Присутствие аммиака заставляет предполагать, что! при абсорбции образуется щелочной раствор. Абсорбция аммиака определяется газовой фазой и протекает очень быстро, абсорбция сероводорода в водных растворах аммиака тоже определяется газовой фазой, хотя проходит не так быстро, как абсорбция аммиака, тогда как абсорбция CO2 в воде или слабощелочных растворах оп-і ределяется жидкой фазой. Эти особенности и определяют процесс селективной абсорбции двух основных примесей аммиака и серовон дорода, а также таких примесей, как карбонилсульфид и цианистый водород. Однако с помощью селективной абсорбции можно уда-j лить лишь около 90% сероводорода, поэтому необходима вторагі стадия конечной очистки. Возможно, ее следует сочетать с aflcop6J ционной очисткой на сухом оксиде железа (II).
144
If9SiQi Кислые газы
Snq извлечения серы
ha.
Цфстиу
H2O
Рис. III-26. Технологическая схема процесса селективного извлечения H2S и аммиака без рецикла раствора (сплошные линии) и с частичным рециклом раствора (пунктирные линии) и рекуперацией сульфата аммония [455]:
