И углекислого газа

Природные нефтяные газы многих месторождений содержат в своем составе сероводород (Н₂S) и двуокись углерода (СО₂). Объемное содержание этих компонентов, называемых иногда кислыми, колеблется в широких пределах, доходя до 50% и более. Значительное содержание Н₂S и СО₂ обнаружено в газах глубоко залегающих месторождений Прикаспийской впадины, и, в особенности, Оренбургском, Карачаганакском, Астраханском. Содержание кислых компонентов в газе Астраханского месторождения достигает 40%, из которых концентрация сероводорода составляет 22%. Сероводород – ядовитый газ с запахом тухлых яиц. Концентрация сероводорода в воздухе 0,05¸0,1% (0,76¸1,52 г/м³) вызывает потерю сознания и даже приводит к смерти. При меньшем содержании сероводорода возможно хроническое отравление. Сероводород в присутствии влаги – сильно корродирующее вещество, разрушающее металл труб, оборудование, арматуру.

Вместе с тем при значительном содержании сероводород – ценное сырье для получения высококачественной элементарной серы и серной кислоты, а также других продуктов.

Корродирующими свойствами в присутствии влаги обладает также углекислый газ. Кроме того, транспортирование по газопроводам углеводородных газов, содержащих углекислый газ (балластный газ), приводит к снижению пропускной способности трубопроводов и возрастанию стоимости транспорта. Поэтому добываемые природные газы подвергают очистке от сероводорода и углекислоты. Это необходимо, с одной стороны, для предотвращения вредного влияния этих компонентов на оборудование и технологические процессы, с другой – для извлечения из кислых компонентов полезных конечных продуктов.

Природные газы очищают от сероводорода и углекислоты сорбционными методами с использованием жидких и твердых поглотителей (сорбентов). При этом абсорбционный метод называют мокрым, а адсорбционный – сухим методом очистки газа от кислых компонентов.

При адсорбционных методах в качестве твердого поглотителя используют окись цинка, гидрат окиси железа, активированный уголь, цеолиты. Этот метод применяется для очистки небольших количеств газа. Абсорбционные методы более экономичны, позволяют полностью автоматизировать процесс и обрабатывать большое количество газа со значительным содержанием кислых компонентов. Абсорбционные методы подразделяют на несколько видов:

· методы, в которых поглощение кислых компонентов происходит за счет их физического растворения абсорбентами (трибутилфосфатом, ацетоном и др.);

· методы, в которых поглощение кислых компонентов осуществляется как за счет физического растворения, так и при помощи химической реакции;

· методы, в которых поглощение кислых компонентов обусловлено их химическим взаимодействием с активной частью абсорбента. При этом поглощение кислых компонентов происходит при высоких давлениях и умеренных температурах, а регенерация – при пониженных давлениях и пониженных температурах. Сюда относятся процессы, где абсорбентами служат алканоамины: моноэтаноламин (МЭА), диэтаноламин (ДЭА), триэтаноламин (ТЭА), горячий раствор карбоната калия (поташ).

На практике при очистке больших объемов газа с любым содержанием сероводорода и углекислого газа наиболее распространен абсорбционный метод с применением водных растворов моноэтаноламина или диэтаноламина. Эти сорбенты имеют щелочные свойства, широко поглощают сероводород и углекислый газ, образуя сульфиды и бисульфиды, карбонаты и бикарбонаты.

Технологические схемы очистки газа зависят от его состава, требуемой степени очистки и дальнейшего направления использования газа. В технологическую схему очистки газа от сероводорода и углекислого газа входит оборудование по предварительной очистке газа от твердых и жидких частиц, контакторы-абсорберы, аппараты для регенерации насыщенного раствора, а при дальнейшем получении элементарной серы – аппаратура по переработке сероводорода в серу и др.