Технологии абсорбционной очистки газа от сернистых соединений

Основной задачей любой технологии очистки газа от сероводорода является выбор поглотителя. От правильного выбора поглотительного раствора зависит не только качество товарного газа, но и металло- энергоемкость установки, экономичность процесса, а также вопросы экологической безопасности.

Абсорбенты должны отвечать следующим требованиям:

- высокая поглотительная емкость по сероводороду;

- низкие давления насыщенных паров (нелетучи), чтобы уменьшить потери с очищенным газом;

- низкая вязкость (хороший массообмен);

- низкая растворимость углеводородов;

- не коррозионно опасны;

- термическая стабильность;

- устойчивость к побочным реакциям с примесями;

- не быть токсичными;

- дешевы.

Не всегда удается найти поглотитель, который отвечал бы всем предъявляемым требованиям. Поэтому при выборе абсорбента необходимо учитывать технико-экономическую оценку процесса.

6.3.1 Технология очистки газа от H₂S и СО₂ растворами этаноламинов

В настоящее время широко применяемой в промышленности является технология очистки газа от сероводорода водными растворами аминов.

Этаноламины – это вещества, содержащие одну или несколько аминогрупп NН

и гидроксильную группу –ОН. Присутствие гидроксильной группы –ОН снижает давление насыщенных паров и повышает растворимость амина в воде, а аминогруппа придает водным растворам щелочную реакцию, например, 12% раствор МЭА имеет рН=12.

Этаноламины – это бесцветные жидкости, вязкие, гигроскопичные, смешивающиеся с водой во всех соотношениях, не растворимы в неполярных растворителях.

Наибольший интерес для промышленного применения представляет МЭА, ДЭА, МДЭА.

МЭА НО - СН₂ - СН₂ - NH₂

ДЭА НО –СН₂ – СН₂

NH

НО –СН₂ – СН₂

НО

СН₂

СН₂

ТЭА

N – СН₂ – СН₂ – НО низкая емкость

СН₂

СН₂

НО

НО

СН₂

СН₂

МДЭА

N – СН₃

СН₂

СН₂

НО

Физико-химические свойства аминов.

Показатель	МЭА	ДЭА	ТЭА	МДЭА
Молекулярная масса
Плотность при 200С, г/см3	1,015	1,011	1,119	1,03
Температура кипения при атмосферном давлении	170,3	268,4	338,8
Давление паров при 600С, Па		4,7	0,1
мм рт ст	1,55	0,005	<0,005	0,02
Теплота реакции: кдж/кг
с сероводородом
с диоксидом углерода

МЭА стабилен, обладает высокой реакционной способностью, дешев, легко регенерируется.

Недостатки: необратимо реагирует с COS (компонент крекинга), относительно высокое давление паров, неселективен в присутствии СО₂.

МДЭА – применяется для селективного извлечения H₂S из газа.

Для одновременной очистки газа от сероводорода, диоксида углерода и сероорганики используют комбинированные поглотители, состоящие из амина и органического растворителя (чаще эфиры полиэтиленгликолей), например, ДГА (дигликольамин)

Концентрация амина в абсорбенте может изменяться в широких пределах, ограничением являются только процессы коррозии. Растворы МЭА обычно имеют концентрацию 15-20%, но иногда 10% или 30%. Уменьшение концентрации снижает коррозию. Из опыта эксплуатации рекомендуемая концентрация – 15%. Повышение концентрации приводит к уменьшению циркуляции растворов и, следовательно, к снижению энергозатрат, а также позволяет уменьшить габариты оборудования (уменьшение металлоемкости).

Растворы ДЭА – 20-30%, а МДЭА – до 40 -45%.

Выбор концентрации раствора определяется, главным образом, соображениями коррозионной безопасности оборудования. Интенсивность коррозии возрастает в ряду: первичные >вторичные >третичные. Например, 40% раствор ДЭА – скорость коррозии достигает 0,06 мм/год, а МДЭА (40%) – 0,074 мм/год.