Краткие основы технологии очистки широкой фракции легких углеводородов от сернистых соединений

Концентрация сернистых соединений (сероводорода, меркаптанов, сероуглерода и др.) в сжиженных газах и ШФЛУ, получаемых при отбензинивании сернистых газов и стабилизации сернистых газовых конденсатов, как правило, выше допустимого уровня, устанавливаемого соответствующими ГОСТами.

Для получения сжиженных газов, отвечающих требованиям ГОСТ, производят их очистку от сернистых соединений 10%-ным водным раствором гидрооксида натрия.

Очистка от сероводорода и меркаптанов (тиолов) раствором NаОН протекает по следующим реакциям:

Н₂S + 2NaOH = Na₂S + 2H₂O

Н₂S + Na₂S = 2NaHS

RSH + NaOH = RSNa + H₂O (8.1)

При этом происходит также извлечение из газа диоксида углерода за счет реакций:

СО₂ + NaOH = NaHСО₃ + H₂O

NaHСО₃ + NaOH = Na₂СО₃ + H₂O (8.2)

Технологическая схема установки очистки сжиженного газа от сернистых соединений включает в себя последовательно соединенные четыре ступени (рис.8.1). На первой ступени из сырья преимущественно извлекается сероводород, сероуглерод и серооксид углерода из-за большей активности по сравнению с меркаптанами. Технологический режим I-ой ступени (контактор 1) cледующий: давление - 1,9-2,5 МПа (определяется необходимостью поддержания газа в сжиженном состоянии), температура - 50⁰С. На второй и третьей ступенях (температура - 35⁰С) производится очистка от меркаптанов. На четвертой ступени осуществляется промывка сжиженных газов водой от следов NаОН. Насыщенный раствор NаОН с первой и второй ступеней подается на регенерацию путем подогрева с использованием соляной кислоты. На установке достигается степень очистки сжиженных газов от сероводорода и меркаптанов до 98 и 96% соответственно.

После очистки от сернистых соединений сжиженный газ подается на блок адсорбционной осушки.

Для практически полного удаления из сжиженных газов и ШФЛУ меркаптанов используют демеркаптанизацию на катализаторах, содержащих хелатные соединения металлов VI группы в растворе гидрооксида натрия (процесс Мерокс). Меркаптаны переводят в дисульфиды путем каталитического окисления в щелочной среде на основе реакций:

RSH + NaOH®RSNa + H₂O

2RSNa + 1/20_г + H₂O ® RSSR + 2NаОН (8.3)

Технологическая схема процесса Мерокс приведена на рис. 8.2. Сырье промывается раствором щелочи в колонне 1 для удаления сероводорода и органических кислот для продления срока службы катализатора, после чего поступает в экстрактор 2, где из него раствором катализатора экстрагируются меркаптаны. Раствор "мерокс" из экстрактора 2 подается в реактор 4, где происходит каталитическое окисление меркаптанов в дисульфиды кислородом воздуха с одновременной регенерацией катализатора. Смесь из реактора 4 проходит сепараторы 5 и 6 для отделения избытка воздуха и дисульфидов, после чего регенерированный раствор “Мерокс” возвращается в реактор 2.

Очищенное от меркаптанов сырье выводят с установки после отстоя от него раствора щелочи в отстойнике 3.