Пеногашение в процессе очистки природного газа алканоламинами

• Автор: Биенко, Андрей Андреевич
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 47 с. : ил.; 20х15 см

Актуальность проблемы: Природный газ, добываемый на Оренбургском и близлежащем (на территории Казахстана) Карачаганакском месторождениях, представляет большую ценность на энергетическое топливо и сырье для химической промышленности. Однако из-за наличия в своем составе токсичных и коррозионно-агрессивных примесей (H2S, COS, RSH, CS2, СО2 и др.), оказывающих вредное воздействие на окружающую среду,этот газ не может быть использован непосредственно, его необходимо предварительно очистить. ;
Газ очищают поглощением (абсорбцией) значительной части указанных примесей 25-40%-ным водным раствором диэтаноламина (ДЭА) или метилдиэтаноламина (МДЭА) при температуре 40-50°С. На Оренбургском газоперерабатывающем заводе (ОГПЗ) процесс проводят в тарельчатых абсорберах с противоточной подачей газа и поглощающего раствора. Насыщенный примесями раствор ДЭА (МДЭА) подвергают термической регенерации в десорбере и возвращают на очистку газа, а выделенный концентрат №S и СОг направляют на окислительную переработку в элементную серу по методу Клауса.
Для достижения высокой скорости процесса абсорбции необходимо интенсивно перемешивать газовую и жидкую фазы. При этом поглощающий аминовый раствор, который имеет пониженное поверхностное натяжение (5 - 52-63 мН/м), способен вспениваться. В результате из абсорбера выносится смесь недоочищенного сернистого газа и поглощающего раствора, производительность процесса снижается (иногда на 40%) и происходит значительный перерасход абсорбента
Вспенивание в системе “природный сернистый газ водный раствор..алка-лоламинов” - сложное и малоизученное явление, развитию которого способствует. накопление в абсорбенте метанола, этиленгликолей. ингибиторов :|оррозии и других веществ, применяемых при промысловой подготовке природного газа. Основным методом снижения ценообразования на ОГПЗ является использование дорогостоящих импортных пекогасителей (Pronai

5Е-30, Ка1со 4 Я 209, Победе 426 Р), не всегда дающих положительный эффект. Производство отечественных пеногасителей, эффективных в указанном процессе, отсутствует, несмотря на имеющиеся лабораторные разработки ряда антивспенивающих композиций (ВНИПИГаз - 1,2,3...7. КЭ-10-21 и других).
На ОГПЗ вспенивание рабочего аминового раствора также уменьшают с помощью его адсорбционной очистки на активированном угле АГ-3, частично поглощающем примеси пенообразователей. Однако угольные адсорберы достаточно быстро дезактивируются, что обусловливает их частую перегрузку с применением ручного труда и образованием отходов отработанного угольного адсорбента (отвалов), загрязняющих окружающую сре-ДУ-
Вышеизложенное свидетельствует об актуальности разработки научно обоснованных эффективных методов пеногашения в аминовых растворах.
Цель работы: Разработка методов пеногашения водных растворов алкано-ламинов в процессе абсорбционной очистки природного сернистого газа, которые могли бы способствовать его более рациональному использованию и охране окружающей среды.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Оценка поверхностной активности и пеногасящей способности широкого круга органических веществ в водных растворах ДЭА и МДЭА.
2. Разработка и испытания композиционных пеногасителей.
3. Разработка методов экстракционной очистки природного газа и водных растворов алканоламинов от примесей пенообразователей.
Научная новизна: Показано, что имеется широкий круг органических веществ (высшие алифатические спирты, ди-алкиловые эфиры фталевой и адипиновой кислот, кремнийорганические олигомеры), обладающих малой растворимостью в водных растворах алканоламинов, высокой межфазной активностью, положительными значениями коэффициентов проникания в

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4
т, час
Рис. 8. Изменение высоты пены (мм) во времени (т, нас) при пропускании загрязненного газа через различные поглотители-экстрагенты:
1 - Оренбургский газоконденсат,
2 - глицерин,
3 - пиролизная смола,
4 - растворДЭА,
5 - без поглотителя
6 - "зеленое масло.
Видно, что аэрозоль ингибитора коррозии “N014181” увеличивает пе-нообразование рабочего раствора ДЭА, а после поглощения аэрозоля тем или иным экстрагентом высота пены уменьшается. Чем больше разность в высоте пены до и после очистки газа экстрагентом, тем выше его эффективность. При-этом достигаемый эффект очистки газа определяется двумя факторами: пог лощением содержащихся в газе аэрозольных частиц ПАВ -пенообразователей и увлечением аэрозольных частиц самого экстрагента в рабочий раствор ДЭА. Улавливание аэрозоля ПАВ из газа эффективно при использовании полярных экстрагентов (изо-Сп-спирта, н.С7-амина, водного раствора ДЭА), которые не накапливают на поверхности своего раствора статическое электричество, способствующее взаимоотталкиванию за-