Очистка горючих газов от сероводорода и диоксида углерода.

Для очистки горючих газов от кислых компонентов или одного из них промышленное применение в настоящее время нашли следующие основные процессы:

1. абсорбционные, основанные на использовании жидких погло­тителей - физических или химических абсорбентов или их смесей (комбинированных абсорбентов);
2. адсорбционные, с использованием твердых поглотителей (активированных углей, природных или синтетических цеолитов и др.);
3. окислительные, основанные на химическом превращении сер­нистых соединений (сероводорода и меркаптанов) в элементарную серу (Джиаммарко-Ветрокок, Стретфорд процессы) или комбиниро­ванном использовании процессов щелочной очистки газов и каталитической окислительной регенерации щелочного раствора (типа Мерокс процесса).

В физических абсорбционных процессах в качестве абсорбентов применяют диметиловый эфир полиэтиленгликоля (селексол-процесс), N-метилпирролидон, пропиленкарбонат (флюор-процесс) три-бутилфосфат, ацетон, метанол и др. В качестве химических абсор­бентов (хемосорбентов) широко используют амины, щелочь, амми­ак, карбонат калия и др. Из комбинированных абсорбционных про­цессов, использующих в качестве поглотителя смесь физических и химических поглотителей, наиболее широкое практическое распро­странение получил процесс «Сульфинол» с использованием сулфолана и диизопропаноламина. В отечественной газовой промыш­ленности и нефтепереработке преобладающее применение полу­чили процессы этаноламиновой очистки горючих газов. Из аминов преобладающее применение нашли в нашей стране моноэтаноламин (МЭА), за рубежом - диэтаноламин (ДЭА). Среди аминов МЭА наиболее дешевый и имеет такие преимущества, как высокая реак­ционная способность, стабильность, высокая поглотительная ем­кость, легкость регенерации. Однако ДЭА превосходит МЭА по таким показателям, как избирательность, упругость паров, потери от уноса и химических необратимых взаимодействий, энергоем­кость стадии регенерации и некоторым другим.

Процесс моноэтаноламиновой очистки газов от H₂S и СО₂ осно­ван на хемосорбционном их взаимодействии с образованием легко разлагаемых при нагревании солей:

Согласно принципу Ле-Шателье, понижение температуры и по­вышение давления способствуют протеканию реакций в прямом на­правлении, а повышение температуры и понижение давления — в обратном направлении. Это положение является определяющим при выборе режимов очистки газа и регенерации насыщенного абсорбен­та. Обычно стадию абсорбции кислых газов проводят при давлении около 1,5 МПа и температуре 25 - 40°С, а регенерацию - при темпе­ратуре = 130°С и давлении 0,15 - 0,2 МПа. Концентрация МЭА со­ставляет 15-20 %.

Этаноламиновая очис­тка горючих газов ведется на установках (рис. 3), состоящих из абсорбера и десорбера колонного типа (оборудованного соответ­ственно =20 и 15 тарелка­ми) и вспомогательного оборудования. В низ аб­сорбера К-1 поступает ис­ходный газ, противотоком контактирует с нисходя­щим потоком раствора МЭА. С верха К-1 через каплеотбойник уходит очищенный газ, а снизу -насыщенный раствор МЭА, который нагревает­ся в теплообменнике (и пароподогревателе при необходимости) до температуры 80 - 90°С и поступает в верхнюю часть десорбера К-2. Из К-2 сверху уходят H2S и СО2, снизу - ре-генирированный раствор МЭА. Часть этого раствора подогрева­ется в паровом кипятильнике и возвращается в десорбер для под­вода тепла, а остальное количество охлаждается в теплообменни­ке и холодильнике и подается сверху абсорбера. Сверху десор­бера подается водный конденсат из сепаратора С-2, выводимый с верха К-2 вместе с кислыми газами после конденсации в конден­саторе-холодильнике.

Рис 3.4 Принципиальная схема установки этаноламиновой очистки горючих газов: I -сырьевой газ; II - очищенный газ; III -насыщенный раствор амина; IV - ре­генерированный раствор; V - кислые газы; VI - водный конденсат; К-1 - абсорбер; К-2 -десорбер; С-1 - каплеотбойник; С-2 - сепаратор