ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Щелочная очистка от меркаптанов и других сернистых соединений из "Очистка технологических газов" Современные процессы производства аммиака и других продуктов требуют очистки исходного сырья от сернистых соединений, поэтому природный газ, поступающий на каталитическую конверсию, подвергают предварительной очистке от сернистых соединений. Грубая очистка (в первую очередь от сероводорода) производится перед транспортированием природного газа. Кроме того, в некоторых месторождениях природного газа содержится большое количество двуокиси углерода, поэтому широкое распространение получили абсорбционные методы очистки от двуокиси углерода и сернистых соединений, имеющие серьезные преимущества перед сухими способами. [c.331] В настоящей главе рассматриваются лишь некоторые из большого числа абсорбционных процессов очистки газов от сернистых соединений. [c.331] Извлечение меркаптанов щелочью из жидких углеводородов впервые было широко использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. [c.331] Низшие меркаптаны хорошо растворяются в щелочи, но с увеличением молекулярной массы их растворимость уменьшается. [c.332] Приведенные уравнения могут быть использованы в интервале 10—100 °С при концентрациях NaOH от 0,2 до 2,0% (масс.) с точностью 15%. [c.333] Как следует из приведенных уравнений, при 0,98 МПа (10 кгс/см ) и 20 °С для полного извлечения этилмеркаптана из 1000 газа- необходимо (по условиям равновесия) лишь 0,04 м 5%-ной щелочи. [c.333] Кинетика абсорбции этилмеркаптана щелочью изучена как в лабораторных [7], так и в опытно-промышленных условиях [8]. Установлено, что вследствие малой концентрации меркаптана скорость абсорбции практически полностью лимитируется сопротивлением в газовой фазе. Показано, что изменение температуры, концентрации щелочи и плотности орошения не влияет на коэффициент массопередачи [8]. [c.333] Поскольку соотношение жидкость — газ при этом способе очистки очень мало, целесообразно использовать для абсорбции аппараты с колпачковыми или клапанными тарелками. Насадочные абсорберы в данном случае неприемлемы, так как для смачивания насадки необходимо значительно большее количество жидкости, чем следует по условиям равновесия. [c.333] В большинстве процессов абсорбционной очистки регенерации должен подвергаться весь абсорбент, выходящий из аппарата. Исключение представляет лишь процесс щелочной очистки газов от двуокиси углерода. В этом процессе равновесное давление СО2 над абсорбентом равно нулю, что позволяет осуществлять многократную циркуляцию абсорбента с непрерывным или периодическим выводом части его из цикла. [c.333] Щелочную очистку применяли для очистки от меркаптанов природного газа [8], содержащего 0,1—0,3% СО . Для полного поглощения двуокиси углерода требуется большое количество щелочи. В условиях равновесия двуокись углерода вытесняет меркаптан из раствора. Однако при концентрации двуокиси углерода более 0,1% скорость ее абсорбции в значительной мере лимитируется процессами, протекающими в жидкой фазе [9]. Это позволяет путем подбора условий абсорбции достичь степени извлечения этилмер-кантана 95% при извлечении двуокиси углерода 35—38%, а следовательно, резко сократить расход щелочи. [c.334] Оптимальные условия селективной абсорбции меркаптана достигаются нри максимальной скорости газа, что приводит к увеличению скорости диффузии меркаптана в газовой фазе. Однако скорость газа не должна превышать 0,3—0,4 м/с при Р = 0,98 МПа (10 кгс/см ), так как заметно возрастает брызгоунос. Скорость абсорбции двуокиси углерода, а следовательно, потери щелочи снижаются при уменьшении плотности орошения и концентрации щелочи до минимума, а также при снижении температуры. Эти параметры почти не влияют на скорость абсорбции меркаптана. В результате общий расход щелочи при содержании в газе 0,1—0,3% СОа составлял 1—3 кг на 1000 м газа. [c.334] Коэффициент массопередачи меркаптана при прочих равных условиях в 3—10 раз превышает коэффициент массопередачи двуокиси углерода. В колонне с шестью колпачковыми тарелками при давлении 8,82-10 Па (9 кгс/см ) и 7—8-кратном избытке щелочи по сравнению с равновесным количеством концентрация серы (в виде этилмеркаптана) в газе снижалась от 12 до 0,3—0,8 мг/м . Расстояние между тарелками в колонне равно 400 мм соотношение жидкость газ около 0,0001 м /м (при н. у.). [c.334] Концентрация щелочи на выходе из абсорбера должна быть не менее 1—1,5% более высокую концентрацию поддерживать нецелесообразно. Вследствие накопления соды в растворе часть его необходимо непрерывно выводить из цикла, поэтому, чем ниже содержание щелочи на выходе из абсорбера, тем меньше ее потеря. [c.334] Поддержание максимальной концентрации соды в растворе позволяет уменьшить объем раствора, выводимого из цикла. Поскольку сода имеет малую растворимость, температура в абсорбере должна быть не ниже 5 °С в этом случае концентрацию соды в нижней части абсорбера можно увеличить до 7% без опасности забивки аппарата. [c.334] Значение К колеблется от 300 до 1500 м /(м2-ч) при = 0,2 м/с К = 550 м /(ч-м2). [c.335] Десорбция этилмеркаптана производится отдувкой паром при кипячении (аналогично процессу регенерации моноэтаноламина, см. главу IV) или каким-либо газом при нагревании. Возможна отдувка меркаптана воздухом и без нагревания [8]. Регенерацию можно проводить в насадочных аппаратах, однако керамические кольца не выдерживают условий процесса и быстро разрушаются. Могут применяться и тарельчатые аппараты [12]. [c.335] При десорбции паром температура в десорбере равна 100— 110 °С. Щелочь перед десорбером подогревают примерно до такой же температуры. Концентрация серы (в виде меркаптана) в регенерированной щелочи при десорбции паром может быть снижена до 10— 50 мг/л. При такой регенерации концентрация серы в очищенном природном газе составляет 0,1—0,5 мг/м . [c.335] При десорбции паром или другим газом и нагревании на выходе из десорбера необходимо устанавливать дефлегматор. Флегма, охлаждаемая до 60 °С, возвраш ается в верхнюю часть десорбера. Газы, выходяш,ие из дефлегматора, содержат 20—25% меркаптана, 72—77% метана, азот и двуокись углерода. [c.336] Регенерацию продувкой воздухом целесообразно сочетать с нагреванием раствора до 70—90 °С. Поскольку при этом испаряется некоторое количество воды, регенератор снабжают дефлегматором. Степень приближения к равновесию в верхней части регенератора при полной регенерации щелочи до содержания меркаптана 10 мг/л равна 20—40%. Выбор отдувочного газа зависит от конкретных условий сжигания выбрасываемого газа, содержащего меркаитан. [c.336] Вернуться к основной статье