Общие сведения о газах, содержащих в своем составе агрессивные компоненты

Природные газы некоторых месторождений в своем составе содержат такие неуглеводородные компоненты как диоксид углерода, сероводород, сероокись углерода, меркаптаны и др.

Доля H₂S-cодержащего газа в общем балансе потребления в странах СНГ составляет около 10%. В РФ 10-я часть запасов газа (4,2 трлн.м³) содержит в своем H₂S – ценное сырье для химической промышленности: из него получают серу, серную кислоту, (NH₄)₂SO₄, фунгициды, Na₂S_n, ядохимикаты для сельского хозяйства и др. В России эксплуатируется два крупных газоперерабатывающих комплекса в Оренбурге и Астрахане.

Использование H₂S для производства серной кислоты значительно снижает ее себестоимость, что имеет большое хозяйственное значение.

Себестоимость H₂SO₄, полученной из разного вида сырья (у.е.)

H₂S, COS, RSH – токсичные компоненты, ПДК_H2S не более 0,01 мг/л, в смеси с углеводородами сероводород взрывоопасен. С воздухом образует взрывоопасную смесь, пределы взрываемости: нижний - 4%, верхний -45,5% об. Запах сероводорода улавливается обонянием человека при его концентрации 0,001-0,002% об., а при концентрации 0,01% - появляются симптомы отравления: тошнота, отдышка, сердцебиение, головокружение, резкая жгучая боль слизистых оболочек и др. При вдыхании воздуха, содержащего сероводород в количестве 0,2-0,3 мг/л, наступает острое отравление, выше 1 мг/л – летальный исход. На животных и птиц сероводород оказывает влияние при меньших концентрациях: голубь погибает в первые же минуты, попав в атмосферу с 0,07% H₂S, а канарейка погибает в течение 18-20 сек. Отравляющее действие сероводорода выше, чем окиси углерода.

Физико-химические свойства сероводорода: не горючий бесцветный газ с резким запахом тухлых яиц, тяжелее воздуха, плотность 1,521 г/л, относительная плотность по воздуху d_в = 1,29; хорошо растворим в воде (3:1), сжижается в бесцветную жидкость при 18⁰С и 17 ат.реагирует с металлами, вызывая их коррозию в присутствии воды и отравляя катализаторы (Со, Сu, Mo, W и др.). 0,025% - это «порог» коррозионной концентрации сероводорода, ниже которого присутствие H₂S считается следами. При 0,0002%-0,002% при наличии влаги и кислорода наблюдаются коррозионные разрушения. Таким образом, очистка газа от H₂S определяется не только санитарно-гигиеническими требованиями, но производственной необходимостью.

Меркаптаны имеют формулу RSH (R-органический радикал, например СН₃-,С₂Н₅-).

Обладают резким неприятным запахом, даже при концентрациях 10^-7 мг/м³ органолептически ощущается присутствие меркаптанов. На этом свойстве меркаптанов основано их использование для приготовления одоранта, который используется в качестве добавки к газу коммунально-бытового потребления.

В химическом плане меркаптаны реагируют с металлами, образуя меркаптиды, также как сероводород отравляют kt, окисляются до дисульфидов.

Меркаптаны необходимо из газа удалять.

По содержанию в газах сероводорода они условно делятся на: малосернистые (содержание сероводорода от 0,0013 до 3% об. и диоксида углерода от 1 до 4% об.) - те, для газов регенерации которых экономически не выгодно строительство установок производства серы; высокосернистые (содержание сероводорода от 3 до 6% об. и более и диоксида углерода от 4 до 6% об.) – те, для газов регенерации поглотителей которых экономически целесообразно строительство установок получения серы.

Содержание сероводорода и меркаптанов в очищенном газе нормируется ГОСТом 5542-87 – 20 мг/м³, RSH – 36 и ОСТом 51.40-99. Нормы на содержание СО₂ нет, но есть показатель, который косвенно учитывает содержание диоксида углерода в газе, – калорийность, зависящая от СО₂ в газе. Это балласт газа. Калорийность газа нормируется ГОСТом 5542-87 и должна быть не менее 7600 ккал/м³. Число Воббе 9850-13000ккал/ м³.

Для обеспечения регламентируемых норм качества газа и во избежание несчастных случаев при газоснабжении населения из него извлекают сернистые соединения и при необходимости диоксид углерода.