Zemeljski plin, proizveden iz polj za dobavo potrošniku po cevovodih, vsebuje žveplove spojine v različnih razmerjih. Če jih ne odpravimo, bodo agresivne snovi uničile cevovod in naredile armaturo neuporabne. Poleg tega se med izgorevanjem onesnaženega modrega goriva sproščajo toksini.
Da bi se izognili negativnim posledicam, izvedemo čiščenje aminskega plina iz vodikovega sulfida. To je najlažji in najcenejši način za ločevanje škodljivih sestavnih delov od fosilnih goriv. Povedali vam bomo, kako poteka postopek ločevanja žveplovih vključkov, kako je čistilna naprava urejena in deluje.
Namen obdelave fosilnih goriv
Plin je najbolj priljubljena vrsta goriva. Privablja najbolj dostopno ceno in povzroča najmanj škode okolju. Med neizpodbitnimi prednostmi sta enostavnost nadziranja postopka zgorevanja in zmožnost varovanja vseh stopenj predelave goriva v procesu pridobivanja toplotne energije.
Naravni plinasti fosili pa se ne izločajo v čisti obliki, ker hkrati s črpanjem plina iz vrtine se izčrpajo povezane organske spojine. Najpogostejši med njimi je vodikov sulfid, katerega vsebnost se giblje od desetine do deset ali več odstotkov, odvisno od polja.
Galerija slik
Fotografija s
Zemeljski plin je najpogostejše gorivo.
Uporaba plina pri kuhanju
Uporaba plina pri ogrevanju industrijskih podjetij
Atmosferski gorilnik plinskega kotla
Uporaba plina v proizvodnih procesih
Proizvodnja tehničnih plinov
Uporaba plina kot surovine v kemični industriji
Prevoz plina preko plinovoda
Vodikov sulfid je strupen, okolju škodljiv, škodljiv je za katalizatorje, ki se uporabljajo pri predelavi plina. Kot smo že ugotovili, je ta organska spojina izredno agresivna glede jeklenih cevi in kovinskih ventilov.
Seveda, korodira zasebni sistem in glavni plinovod, vodikov sulfid povzroči uhajanje modrega goriva in izjemno negativne, tvegane situacije, povezane s tem dejstvom. Da bi zaščitili potrošnika, se nezdrave spojine odstranijo iz sestave plinastega goriva, preden se ga odpelje na avtocesto.
Po standardih vodikovih sulfidnih spojin plin, ki se prevaža skozi cevi, ne sme presegati 0,02 g / m³. Vendar v resnici obstaja veliko več. Za dosego vrednosti, ki jo ureja GOST 5542-2014, je potrebno čiščenje.
Obstoječe metode za ločevanje vodikovega sulfida
Poleg vodikovega sulfida, ki prevladuje nad drugimi nečistočami, so v modrem gorivu lahko tudi druge škodljive spojine. V njem najdete ogljikov dioksid, lahke merkaptane in ogljikov sulfid. Toda sam vodikov sulfid bo vedno prevladoval.
Galerija slik
Fotografija s
Korozija znotraj plinske cevi
Izguba tesnosti plinovoda
Ojačani jekleni cevni fitingi
Eksplozija plina zaradi nestabilnega tlaka
Omeniti velja, da je sprejemljiva nekatera nepomembna vsebnost žveplovih spojin v prečiščenem plinatem gorivu. Število specifičnih toleranc je odvisno od namena, za katerega se proizvaja plin. Na primer, za proizvodnjo etilen oksida mora biti skupna vsebnost žvepla manjša od 0,0001 mg / m³.
Izberemo način čiščenja s poudarkom na želenem rezultatu.
Vse obstoječe metode so razdeljene v dve skupini:
- Sorpcija. Sestavljeni so v absorpciji vodikovih sulfidnih spojin s trdnim (adsorpcijskim) ali tekočim (absorpcijskim) reagentom s poznejšim sproščanjem žvepla ali njegovih derivatov. Po tem se škodljive nečistoče, ločene od plinske sestave, odstranijo ali reciklirajo.
- Katalitično. Sestavljeni so v oksidaciji ali redukciji vodikovega sulfida s pretvorbo v elementarno žveplo. Postopek se izvaja v prisotnosti katalizatorjev - snovi, ki spodbujajo potek kemijske reakcije.
Adsorpcija vključuje zbiranje vodikovega sulfida s koncentracijo na površini trdne snovi. Najpogosteje v postopek adsorpcije sodelujejo zrnati materiali na osnovi aktivnega oglja ali železovega oksida. Velika specifična površinska značilnost zrn prispeva k največjemu zadrževanju molekul žvepla.
Vse metode čiščenja modrega goriva delimo na sorpcijske in katalitične. Čistilna oprema je usmerjena na načelo delovanja določene tehnologije. Vendar pa obstajajo naprave, v katerih se kombinira več metod, zaradi katerih se izvaja kompleksno čiščenje
Absorpcijska tehnologija je značilna po tem, da so v aktivni tekoči snovi raztopljene nečistoče plinov vodikov sulfid. Kot rezultat, plinasti onesnaževalci prehajajo v tekočo fazo. Nato se izbrane škodljive sestavine odstranijo z izhlapevanjem, sicer desorpcijo, s to metodo se odstranijo iz reaktivne tekočine.
Kljub temu, da adsorpcijska tehnologija spada med "suhe procese" in omogoča fino čiščenje modrega goriva, se absorpcija najpogosteje uporablja pri odstranjevanju onesnaževal iz zemeljskega plina. Zbiranje in izločanje spojin vodikovega sulfida z uporabo tekočih absorberjev je bolj donosno in primerno.
Najbolj priljubljena vrsta adsorbera je aktivno oglje, ki se uporablja v obliki kapsul ali zrn. Površina vsakega elementa "absorbira" vodikov sulfid in druge organske nečistoče
Absorpcijske metode, ki se uporabljajo pri čiščenju plina, so razdeljene v naslednje tri skupine:
- Kemična. Proizvedeno z uporabo topil, ki prosto reagirajo s kislimi onesnaževali vodikovega sulfida. Etanolamini ali alkanolamini imajo med kemičnimi sorbenti največjo absorpcijsko sposobnost.
- Fizično. Izvede se s fizikalnim raztapljanjem plinastega vodikovega sulfida v tekočem absorberju. Poleg tega je višji parcialni tlak plinastega onesnaževala, hitrejši je postopek raztapljanja. Tu se kot absorber uporabljajo metanol, propilen karbonat itd.
- Kombinirano. V mešani različici pridobivanja vodikovega sulfida sta vključeni obe tehnologiji. Glavno delo poteka z absorpcijo, fino terciarno obdelavo pa izvajajo adsorbenti.
Pol stoletja je bila najbolj priljubljena in priljubljena tehnologija za ločevanje in odstranjevanje vodikovega sulfida in ogljikove kisline iz naravnih goriv kemično čiščenje plina z uporabo aminskega sorbenta, ki se uporablja v obliki vodne raztopine.
Sorpcijske metode za čiščenje naravnih goriv temeljijo na sposobnosti trdnih in tekočih snovi, da reagirajo z vodikovim sulfidom in drugimi organskimi nečistočami ter jih tako ločijo od plina
Aminova tehnologija je primernejša za predelavo velikih količin plina, ker:
- Pomanjkanje primanjkljaja. Reagente lahko vedno kupite v količini, ki je potrebna za čiščenje.
- Sprejemljiva absorpcija. Za amine je značilna visoka absorpcijska sposobnost. Od vseh uporabljenih snovi lahko le 9,9% vodikovega sulfida odstrani iz plina.
- Značilnosti prioritete. Za vodne aminske raztopine so značilne najbolj sprejemljiva viskoznost, gostota hlapov, toplotna in kemijska stabilnost, nizka toplotna kapaciteta. Njihove značilnosti zagotavljajo najboljši potek absorpcijskega postopka.
- Ni strupenosti reaktivnih snovi. To je pomemben argument, ki je prepričljiv, da se zateče posebej k metodi amina.
- Selektivnost. Kakovost, potrebna za selektivno absorpcijo. Omogoča možnost zaporednega izvajanja potrebnih reakcij v vrstnem redu, ki je potreben za optimalen rezultat.
Etanolamini, ki se uporabljajo pri izvajanju kemičnih metod za čiščenje plina iz vodikovega sulfida in ogljikovega dioksida, vključujejo monoetanolamine (MEA), dietanolamine (DEA), trietanolamine (TEA). Snovi s prefiksi mono- in di- izločene iz plina in H2S in CO2. Toda tretja možnost pomaga odstraniti samo vodikov sulfid.
Pri selektivnem čiščenju modrega goriva se uporabljajo metildetanolamini (MDEA), diglikolamini (DHA), diizopropanolamini (DIPA). Izbirni absorbenti se večinoma uporabljajo v tujini.
Seveda idealni absorbenti, ki izpolnjujejo vse zahteve čiščenja, preden so dostavljeni v sistem za ogrevanje s plinom in dobavljajo drugo opremo, še ne obstajajo. Vsako topilo ima poleg minusov tudi nekaj prednosti. Ko izbirajo reaktivno snov, preprosto določijo najprimernejšo od predlaganih serij.
Značilno načelo namestitve
Največja vpojnost glede na H2Za S je značilna raztopina monoetanolamina. Vendar ima ta reagent nekaj pomembnih pomanjkljivosti. Zanj je značilen precej visok tlak in sposobnost ustvarjanja nepovratnih spojin z ogljikovim monoksidom med delovanjem čistilne enote aminskih plinov.
Prvi negativni učinek se odstrani s spiranjem, zaradi česar se aminska para delno absorbira. Druga je redka pri predelavi poljskih plinov.
Galerija slik
Fotografija s
Absorpcijska enota za črpanje vodikovega sulfida iz plina
Kompleks čistilnih naprav na avtocesti
Napredni plinsko čistilni sistemi
Cevovod za čiščenje zemeljskega plina
Koncentracija vodne raztopine monoetanolamina se izbere empirično, na podlagi izvedenih študij se vzame čiščenje plina iz določenega polja. Pri izbiri odstotka reagenta je upoštevana njegova sposobnost, da prenese agresivne učinke vodikovega sulfida na kovinske komponente sistema.
Standardna vsebnost vpojnih snovi je običajno v območju od 15 do 20%. Vendar se pogosto zgodi, da se koncentracija poveča na 30% ali zmanjša na 10%, odvisno od tega, kako visoka mora biti stopnja čiščenja. Tiste. v ta namen se bo plin uporabljal pri ogrevanju ali proizvodnji polimernih spojin.
Upoštevajte, da se s povečanjem koncentracije aminskih spojin korozivnost vodikovega sulfida zmanjšuje. Upoštevati pa moramo, da se v tem primeru poraba reagentov poveča. Posledično naraščajo stroški očiščenega komercialnega plina.
Glavna enota čistilne naprave je absorber plošče ali montirane sorte. To je navpično usmerjena, zunaj spominja na epruveto, aparat s šobami ali ploščami v notranjosti. V spodnjem delu je vhod za dovod neobdelane plinske mešanice, na vrhu je izhod v čistilnik.
Če je plin, ki ga je treba očistiti v napravi, pod zadostnim pritiskom, da reagent preide v toplotni izmenjevalec in nato v destilacijski stolpec, postopek poteka brez sodelovanja črpalke. Če tlak ni dovolj za postopek, se odtok spodbudi s črpalno tehniko
Pretok plina po prehodu skozi dovodni separator se črpa v spodnji del absorberja.Nato gre skozi plošče ali šobe, ki se nahajajo na sredini ohišja, na katerih se naselijo kontaminanti. Šobe, popolnoma navlažene z aminsko raztopino, ločimo z rešetkami za enakomerno porazdelitev reagenta.
Nadalje se modro gorivo, očiščeno nečistoč, pošlje v čistilnik. Ta naprava se lahko priključi v procesno vezje po absorberju ali pa se nahaja v njegovem zgornjem delu.
Izrabljena raztopina teče po stenah absorberja in se pošlje v destilacijski stolpec - odstranjevalec s kotlom. Tam raztopino očistijo iz absorbiranih onesnaževalcev hlapi, ki se sproščajo z vrelo vodo, da se vrne nazaj v obrat.
Regenerirano, tj. raztopina vodikovega sulfida se izloči v izmenjevalec toplote. V njej se tekočina ohladi v procesu prenosa toplote na naslednji del onesnažene raztopine, po katerem jo črpalka črpa v hladilnik za popolno hlajenje in kondenzacijo pare.
Ohlajeno vpojno raztopino ponovno dovajamo v absorber. Torej reagent kroži skozi namestitev. Njegove hlape se prav tako ohladijo in očistijo iz kislih nečistoč, po katerih napolnijo dovod reagenta.
Najpogosteje se uporabljajo načini čiščenja plinov z monoetanolaminom in dietanolaminom. Ti reagenti omogočajo, da iz sestave modrega goriva izločijo ne samo vodikov sulfid, ampak tudi ogljikov dioksid
Če je potrebno opraviti hkratno odstranjevanje CO iz predelanega plina2 in H2S izvedemo dvostopenjsko čiščenje. Sestavljena je v uporabi dveh raztopin, ki se razlikujeta v koncentraciji. Ta možnost je varčnejša od enostopenjskega čiščenja.
Najprej se plinsko gorivo očisti z močno sestavo z vsebnostjo reagenta 25-35%. Nato plin obdelamo s šibko vodno raztopino, v kateri je aktivna snov le 5-12%. Rezultat je tako grobo in fino čiščenje z najmanjšim pretokom raztopine in racionalno uporabo proizvedene toplote.
Štiri možnosti zdravljenja z alkonolaminom
Alkanolamini ali amino alkoholi so snovi, ki ne vsebujejo samo aminske skupine, ampak tudi hidroksi skupino.
Naprave in tehnologija za čiščenje zemeljskega plina z alkanolamini se razlikujejo predvsem v načinu dobave vpojne snovi. Najpogosteje se pri čiščenju plinov s to vrsto amina uporabljajo štiri osnovne metode.
Prva pot. Določa pretok aktivne raztopine v enem samem toku od zgoraj. Celotna količina absorbenta se pošlje na zgornjo ploščo naprave. Postopek čiščenja poteka pri temperaturnem ozadju, ki ne presega 40 ° С.
Najenostavnejša metoda čiščenja vključuje dobavo aktivne raztopine v enem samem toku. Ta tehnika se uporablja, če je v plinu majhna količina nečistoč.
Ta tehnika se običajno uporablja za manjše kontaminacije z vodikovimi sulfidnimi spojinami in ogljikovim dioksidom. Skupni toplotni učinek za proizvodnjo komercialnega plina je v tem primeru praviloma nizek.
Druga pot. Ta možnost čiščenja se uporablja za visoko vsebnost vodikovih sulfidnih spojin v plinastih gorivih.
Reaktivna raztopina se v tem primeru napaja v dveh tokovih. Prvi, s prostornino približno 65-75% celotne mase, se pošlje na sredino naprave, drugi pa se dostavi od zgoraj.
Raztopina amina teče navzdol po ploščah in se srečuje s plinskimi tokovi navzgor, ki se črpajo na spodnjo ploščo vpojnega sistema. Pred serviranjem se raztopina segreje na največ 40 ° C, med interakcijo plina z aminom pa se temperatura občutno dvigne.
Da bi preprečili, da bi učinkovitost čiščenja padla zaradi povečanja temperature, odvečno toploto odstranimo skupaj z izrabljeno raztopino, nasičeno z vodikovim sulfidom. Na vrhu enote se tok ohladi, da skupaj s kondenzatom izloči preostale kisle sestavine.
Druga in tretja od opisanih metod vnaprej določata pretok vpojne raztopine v dveh tokovih.V prvem primeru se reagent napaja pri isti temperaturi, v drugem - pri drugačni
To je ekonomičen način za zmanjšanje porabe energije in aktivne rešitve. Dodatno ogrevanje se ne izvaja v nobeni fazi. V tehnološkem bistvu gre za dvostopenjsko prečiščevanje, ki ponuja priložnost z najmanj izgube za pripravo komercialnega plina za dobavo na avtocesto.
Tretja pot. Predvideva dovajanje absorberja v čistilno napravo v dveh tokovih različnih temperatur. Metoda se uporablja, če je poleg vodikovega sulfida in ogljikovega dioksida v surovem plinu tudi CS2in COS.
Pretežni del absorberja, približno 70-75%, segrejemo na 60-70 ° C, preostali del pa le na 40 ° C. Pretoki se dovajajo do absorberja na enak način kot v zgoraj opisanem primeru: od zgoraj in v sredini.
Oblikovanje cone z visoko temperaturo omogoča hitro in učinkovito odstranjevanje organskih nečistoč iz plinske mase na dnu čistilnega stolpca. Na vrhu obarimo ogljikov dioksid in vodikov sulfid z aminom standardne temperature.
Četrta pot. Ta tehnologija določa dobavo vodne raztopine amina v dveh tokovih z različnimi stopnjami regeneracije. Se pravi, ena se dobavlja v surovi obliki, ki vsebuje vključke vodikovega sulfida, druga pa brez njih.
Prvega toka ni mogoče imenovati popolnoma onesnaženega. Delno vsebuje kisle sestavine, ker se nekatere odstranijo med hlajenjem do + 50º / + 60ºC v izmenjevalniku toplote. Ta raztopina se odvzame iz spodnje šobe odstranjevalca, ohladi in pošlje v srednji del kolone.
S precejšnjo vsebnostjo vodikovega sulfida in ogljikovih komponent v plinastih gorivih čiščenje izvajata dva toka raztopine z različnimi stopnjami regeneracije
Globoko čiščenje opravi samo tisti del raztopine, ki se vbrizga v zgornji sektor naprave. Temperatura tega toka običajno ne presega 50 ° C. Tu se izvaja fino čiščenje plinastih goriv. Ta shema zmanjša stroške za najmanj 10% z zmanjšanjem porabe pare.
Jasno je, da je način čiščenja izbran na podlagi prisotnosti organskih onesnaževal in ekonomske izvedljivosti. Vsekakor najrazličnejše tehnologije omogočajo, da izberete najboljšo možnost. Na isti enoti za obdelavo aminskega plina se lahko stopnja čiščenja spreminja, pri čemer dobimo modro gorivo s potrebnimi lastnostmi za delovanje plinskih kotlov, peči in grelnikov.
Naslednji videoposnetek vas bo seznanil s posebnostmi črpanja vodikovega sulfida iz pripadajočega plina, ki se pridobiva z nafto iz naftne vrtine:
Avtor tega videoposnetka vam bo povedal, kako se znebiti bioplina iz vodikovega sulfida doma.
Izbira metode čiščenja plina je usmerjena predvsem k reševanju določenega problema. Umetnik ima dva načina: slediti preizkušenim vzorcem ali raje kaj novega. Vendar bi moralo biti glavno vodilo še vedno ekonomska izvedljivost ob hkratni kakovosti in doseganju želene stopnje obdelave.