Процессы очистки газов физическими поглотителями

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Процессы очистки газов физическими поглотителями Сафаров Б. Ж.1, Саломов Б. Х.2, Элов И. И.3, Рузикулов Ф. К.4

1Сафаров Бахри Жумаевич /Safarov Bakhri Jumayevich - кандидат технических наук,

старший преподаватель; 2Саломов Ботир Хамроевич /Salomov Botir Hamroyevich - кандидат технических наук, доцент;

3Элов Илёс Илхомович /Elov Ilyos Пhomovich - магистрант;

4Рузикулов Феруз Кувватович /Ruzikulov Feruz Quvvatovich - магистрант, кафедра технологии нефтехимической промышленности, факультет химической технологии, Бухарский инженерно-технологический институт, г. Бухара, Республика Узбекистан

Аннотация: в статье излагается область использования физического поглотителя, т. е. возможность его применения для очистки газов с низкой концентрацией кислых компонентов.

Ключевые слова: кислый газ, поглотитель, избирательность, абсорбент, регенерация.

Для очистки газов от сернистых соединений и диоксида углерода применяют также физические процессы, механизм действия которых основан на избирательной растворимости кислых компонентов в различных жидких поглотителях.

В интервале давлений и температур, при которых производят очистку газов, с повышением давления и снижением температуры растворимость компонентов природных газов в физических поглотителях увеличивается [1]. Поэтому очистку газов от кислых компонентов желательно вести при их высоких парциальных давлениях в газовой смеси. Этого можно достичь путем повышения давления газа перед входом в абсорбер, однако повышение давления газов приводит также к пропорциональному увеличению парциального давления углеводородов в смеси и способствует, таким образом, повышению их растворимости в физических поглотителях. Поэтому при низких концентрациях кислых компонентов в смеси увеличение давления газа хотя и способствует уменьшению удельного расхода поглотителя, но недостаточно для повышения эффективности процессов очистки газа, так как вследствие повышения растворимости углеводородов избирательность процесса остается на низком уровне. Кроме того, увеличивается выход газов низкого давления на установке. Для обеспечения получения кислого газа, отвечающего требованиям установок получения газовой серы, потребуется перед десорбером произвести многоступенчатую дегазацию насыщенного раствора, что приводит к увеличению металлоемкости установки. Газы, получаемые на различных ступенях сепарации, содержат определенное количество сернистых соединений. Характеристика некоторых физических поглотителей дана в табл. 1-2 и на рис. 1.

Поглотитель Формула Плотность, Р20 М 1 °С

Этиленгликоль (ЭГ) ОНА 1,116 62 197

Диэтиленгликоль (ДЭГ) С4Н10О3 1,118 106 245

Триэтиленгликоль (ТЭГ) С6Н14О4 1,26 150 278

Диметиловый эфир ЭГ С4Н10О2 0,87 90 86

Диэтиловый эфир ДЭГ С8Н18О2 0,91 162 188

Моноэтиловый эфир ДЭГ С9Н18О3 0,99 134 203

Монобутиловый эфир ДЭГ С8Н18О3 0,96 162 —

Диметиловый эфир ТЭГ С8Н18О3 0,99 178 216

Монобутиловый эфир ЭГ С8Н18О4 0,90 118 172

Диметиловый эфир тетраэтиленгликоля С5Н22О5 1,02 222 270

Пропиленкарбонат С4Н6О3 1,20 102 238

Этиленкарбонат С3Н4О3 1,32 88 242

Сульфолан С4Н12В02 1,26 124 286

Диметилформамид N000 (СН3)2 0,94 88 153

Диметилсульфоксид (СЩ^О 1,10 78 183

Ы-Метилпирролидон С5Н„Ы 1,03 85 206

Утилизация этих потоков является серьезной проблемой, так как связана с дополнительной очисткой, а в ряде случаев компримированием и подачей в поток сырьевого газа. Поэтому применение физических поглотителей для очистки газов предпочтительно при большой концентрации извлекаемых из смеси компонентов. Основными характеристиками эффективности физических поглотителей являются их избирательность и поглотительная емкость.

Таблица 2. Избирательность физических поглотителей при атмосферном давлении и температуре 25°С

Поглотитель Растворимость, м3/м3 Избирательность, %

СО2 Н25 С3Н8 ЕСО2 ЕН2S

Глютаронитрил 2,65 11,5 1,16 2,29 9,91

Диметилдормамид 4,86 38,1 3,89 1,25 9,79

Диметиловый эфир 4,63 — 4,68 0,99 —

Метанол 3,50 — 5,80 0,60

Метилдиметоксиацетат 3,41 — 2,34 1,46

Метилцианоацетат 3,22 10,7 1,34 2,40 8,2

Ы-Метилпирролидон 4,56 — 3,78 1,21 —

Пропиленкарбонат 3,20 11 1,84 1,74 5,98

Сульфолан 2,82 — 1,22 2,31 —

Триацетин 3,54 — 3,03 1,17 —

Тритиленцианогидрин 3,30 15,4 1,98 1,67 7,78

Чем выше значение коэффициента избирательности, тем шире область использования физического поглотителя, т. е. возможность его применения для очистки газов с низкой концентрацией кислых компонентов. От поглотительной

10

емкости абсорбента зависит его удельный расход, она определяет размеры оборудования, в первую очередь блока регенерации (холодильников, рекуперативного теплообменника, испарителя, десорбера, насосов и т. д.), а также расход тепла на подогрев и охлаждение поглотителя. На технико-экономические показатели установок переработки кислых газов оказывают влияние также такие свойства поглотителя, как давление насыщенных паров, вязкость, температуры кипения и застывания, удельная теплоемкость и др.

Рн-Па

133013313,31,30,130,013-

Рис. 1. Зависимость давления насыщенных паров рн поглотителей от температуры: 1 — селексол, 2 — 25 %-ный раствор ДЭА; 3 — трибутил-фосфат; 4 — 25 %-ный раствор МЭА; 5 — пропиленкарбонат; 6 — N-метил-пирролидон; 7 — вода; 8 — метанол

Основные требования к физическим поглотителям в целом такие же, как и к химическим [2]. В ряде случаев для улучшения показателей абсорбентов (повышение избирательности, снижение температуры застывания или вязкости, облегчение режима регенерации и т. д.) к ним добавляют различные вещества. Для этой цели могут быть использованы вода, амины, гликоли, метанол, эфиры различных гликолей и т. д.

Литература

1. Берлин М. А., Горчеков В. Г., Волков Н. П. Переработки нефтяных и природных газов. М.: Химия, 1981. 472 с.

2. Бекиров Т. М., Шаталов А. Т. Сбор и подготовка к транспорту природных газов. М.: Недра, 1986. 261 с.

Физические свойства кислых компонентов природных газов месторождения Республики Узбекистан Сафаров Б. Ж.1, Элов И. И.2, Рузикулов Ф. К.3

1Сафаров Бахри Жумаевич /Safarov Bakhri Jumayevich - кандидат технических наук,

старший преподаватель; 2Элов Илёс Илхомович /Elov Ilyos Пhomovich - магистрант; 3Рузикулов Феруз Кувватович /Ruziqulov Feruz Quvvatovich - магистрант, кафедра технологии нефтехимической промышленности, факультет химической технологии, Бухарский инженерно-технологический институт, г. Бухара, Республика Узбекистан

Аннотация: в данной работе приведен состав газов ряда сернистых месторождений республики Узбекистан и некоторых физико-химических свойств сероводорода, а также других серосодержаших компонентов при различных температурах и давлении насыщенных паров CS2 в зависимости от температуры.

11