Закономерности окислительно-адсорбционного процесса очистки газов от сероводорода на активных углях

• Автор: Расембуаринирина Аллис Аминах
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с.

1.1. Адсорбционные методы очистки природного газа от сернистых соединений

1.2 Хемосорбционные методы

1.2.1 Очистка газов с использованием хемосорбентов на основе оксидов железа

1.2.2 Очистка газов с использованием хемосорбентов на основе оксида цинка

1.2.3 Очистка газов с использованием хемосорбентов на основе оксидов меди

1.2.4 Хемосорбенты на основе оксидов молибдена

1.3 Окислительные методы

1.3.1. Методы очистки с использованием твердого окислителя.

1.3.2. Каталитические окислительные методы с использованием

окислителя, добавляемого в очищаемый газ

1.3.2.1. Каталитическое окисление сероводорода на активных углях

1.3.2.2 Методы изучения реакции окисления Н на активных углях и исследования е механизма
1.3.2.3 Побочные окислительные процессы, протекающие в ходе прямого окисления сероводорода на активных углях
Глава II. Экспериментальная часть
2.1 Цели и задачи эксперимента
2.2 Объекты исследования
2.3 Описание экспериментальной установки
2.4 Методики проведения эксперимента
2.4.1 Изучение кинетики окисления сероводорода в безградиентном реакторе на зерне
2.4.2 Проведение эксперимента по изучению кинетики окисления сероводорода в интегральном реакторе в слое
2.4.3. Проведение эксперимента по изучению кинетики восстановления серной кислоты сероводородом на АУ
2.5. Аналитические методы, используемые в эксперименте
2.5.1 Определение содержания сероводорода в газе
2.5.2 Определение содержания сернистого ангидрида в газе
2.5.3 Определение содержания серной кислоты в активном угле
2.5.4 Определение содержания серы в активном угле
Глава 1. Изучение кинетики окисления сероводорода на
зерне АУ
Глава IV. Изучение кинетики восстановления серной кислоты
сероводородом на АУ
Глава V. Исследование взаимодействия сероводорода
с кислородом в слое АУ
Глава VI. Исследование активных углей, выпускаемых в России,
в процессе очистки газов от сероводорода
Приложения
Литература


Одним из методов очистки газовых сред в химической технологии и объектах нефтегазового комплекса является каталитическое окисление и адсорбционное поглощение сернистых соединений 1. Сравнительная оценка показывает 2, что глубокое окисление на гетерогенных катализаторах представляет собой наиболее эффективный и экономичный метод очистки отходящих газов. Вместе с тем для очистки от ряда вредных примесей, прежде всего сероводорода и других сероорганических соединений, находят применение также и адсорбционные методы. Для очистки газа от сероводорода разработаны десятки методов, нашедших широкое применение в промышленности. Каждый из известных методов имеет свои достоинства и недостатки и некоторые предпочтительные области применения, которые определяются объмом, давлением очищаемого газа, содержанием в нм и других сернистых соединений, СО2 и углеводородным составом. Подробно сущность используемых в промышленности методов удаления сероводорода и опыт промышленных эксплуатации установок описан в монографии 3. Учитывая, что настоящая работа посвящена удалению сероводорода из газовых потоков с относительно низким исходным содержанием сероводорода менее 1 объмного, то есть менее гм3, при обработке небольших объмов менее 0 тыс. Состав сернистых соединений и их количественное содержание в природном и попутных нефтяных газах разных месторождений не одинаковы. В основном они представлены сероводородом, однако в газах некоторых месторождений присутствуют серооксид углерода и меркаптаны. Количество сернистых соединений в газах может составлять 0 от объма газов. Объмы подлежащих очистке газов и количество извлекаемой и подлежащей утилизации серы зависят от объма добычи углеводородов и могут колебаться в широком диапазоне. Б обзоре рассмотрены предпочтительные области применения только некоторых методов, а так же ограничения по их использованию, вытекающие из физикохимической сущности процессов, происходящих при сорбции сернистых соединений различными сорбентами. Показано, что из исследованных адсорбентов по марок активных углей, силикагелей и цеолитов, соответственно наибольшей активностью обладают цеолиты ИаХ. Для целей сероочистки природного газа наиболее широкое применение находят синтетические цеолиты МаА 4А, СаА 5А и ЫаХ 1 ЗА. Высокая мкость цеолитов по серосодержащим компонентам обусловлена наличием сильного электростатического поля в адсорбционных полостях. Механизм адсорбции сероводорода и сероорганических соединений на цеолитах изучался в работах 7, 8, 9. Было показано, что при адсорбции имеет место взаимодействие атома серы с обменными катионами и протонами. Следует иметь в виду, что более полярный адсорбат вытесняет ранее адсорбированный менее полярный компонент. Н. В случае очистки влажных углеводородных газов Н сорбируется в лобовых слоях цеолита, практически полностью вытесняя сернистые соединения. Существенное влияние на мкость цеолитов по сернистым соединениям оказывает так же присутствие в газе паров тяжелых углеводородов 5, 6. НК5ННСС. Сорбируемое гь углеводородов возрастает по мере увеличения их молекулярной массы. При адсорбции сернистых соединений из их смесей с углеводородами избирательность адсорбции зависит от температуры проведения процесса 5. Более низкие температуры при очистке газов от сернистых соединений предпочтительнее не только изза повышения адсорбционной мкости по извлекаемым компонентам, но и с точки зрения избирательных свойств сорбента. Процесс очистки природного газа на цеолитах является циклическим. После появления за слоем цеолита сернистых соединений в количестве, определяемом требованиями потребителя к очищенному газу, сорбент подвергают регенерации. Очистку от сернистых соединений в этот период проводят в другом аппарате. Регенерацию цеолитов осуществляют путм продувки слоя очищенным газом, нагретым до температуры 0 0С, или путм снижения давления в системе. Первый способ является наиболее распространенным. При регенерации сернистые соединения, выделенные из потока очищаемого газа, концентрируются в меньшем объме, газы регенерации характеризуются высокой концентрацией сернистых соединений. На установках малой производительности газы регенерации используются в качестве топлива.