Извлечение сернистых соединений из природных газов азотсодержащими водорастворимыми полимерами

• Автор: Кузнецова, Анна Петровна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 181 с. : ил.

Содержание

Список условных обозначений и сокращений

Введение

I Литературный обзор

1.1 Жидкостные процессы очистки природного газа от

сернистых соединений

1.1.1 Хемосорбционные процессы очистки.

1.1.2 Процессы очистки газа с использованием физических растворителей

1.1.3 Абсорбция смешанными растворителями

1.1.4 Энергосберегающие процессы.

1.2 Процессы адсорбционной очистки газа от сернистых соединений.

1.2.1 Очистка газа на цеолитах.
1.2.2 Хемосорбционнокаталитическая сероочистка газа
1.3 Перспективы развития технологии сероочистки газов
1.4 Цель работы и задачи исследования
II Экспериментальная часть.
2.1 Описание схемы и аппаратуры лабораторной установки
2.2 Перечень фиксируемых параметров и запланированных анализов
2.3 Методика анализов углеводородного газа, сероводорода и связанной серы в отработанном реагенте
2.4 Методика изучения структуры азотсодержащего водорастворимого полимера и характеристика исследуемого реагента
2.5 Методики проверки технологии сероочистки газа, расчета удельного расходного коэффициента АВП, расчета линейной скорости газа в контакторе и времени его пребывания в зоне
фазового контакта.
III Изучение химических свойств и структуры аминов, триазинов и азотсодержащих водорастворимых полимеров АВП
3.1 Сравнение химических свойств и структуры аминов, триазинов и азотсодержащего водорастворимого полимера
3.2 Исследования взаимодействия серы и сероводорода с различными азотсодержащими органическими
соединениями
3.3 Взаимодействие серы и серосодержащих веществ с азотсодержащими гетероциклическими соединениями
IV Изучение синтеза и свойств азотсодержащего водорастворимого полимера.
4.1 Определение возможности синтеза продуктов на основе реакции формалина и МЭА
4.2 Определение теплового эффекта реакции.
4.3 Результаты синтеза продуктов взаимодействия параформа и МЭА
4.4 Аналитическое обеспечение исследований
V Исследование эффективности очистки природного газа от сероводорода азотсодержащим водорастворимым полимером на экспериментальной установке
5.1 Методика проведения эксперимента на установке
5.2 Основные факторы, влияющие на величину расходного коэффициента азотсодержащего водорастворимого полимера.
5.3 Особенности технологии доочистки, выявленные при проведении исследований
5.4 Оценка результатов заключительных опытов.
5.5 Особенности разрабатываемой технологии, выявленные в ходе опытов
5.6 Обработка и обобщение экспериментальных данных
VI Техникоэкономическая оценка промышленного внедрения технологии сероочистки газа с использованием азотсодержащего
водорастворимого полимера.
Выводы
Список использованных источников


Анализ мировой практики, накопленной в области очистки природных газов, показывает, что основными процессами для обработки больших потоков газа являются абсорбционные регенеративные с использованием химических и физических абсорбентов и их комбинаций , , , , , . Окислительные и адсорбционные процессы применяют, как правило, для очистки небольших потоков газа либо для его тонкой очистки. Мембранные технологии обеспечивают только частичное удаление кислых компонентов и не приемлемы для достижения высокой степени очистки изза экономических соображений. Хотпот . Выбор процесса очистки природного газа от сернистых соединений зависит от многих факторов, основными из которых являются состав и параметры сырьевого газа, требуемая степень очистки и область использования товарного газа, наличие и параметры энергоресурсов и другие. Таблица 1. Метод очистки газа от Н2Б Содер жание НД мол. Содер жание со2, мол. Н и С при различных рабочих давлениях и концентрациях их в исходном сырье, растворимость углеводородов в этих абсорбентах невелика. Н из ДЗОВ, содержащих Н2Б и С строительство установки очистки газа невозможно без строительства блоков по переработке кислых газов, выделяющихся после регенерации аминов, эксплуатационные затраты и капвложения установок высокие. Цеолитовый не более 0,1 не лимит. Цеолиты имеют практически постоянную адсорбционную активность при любой относительной влажности газа. Благодаря этому цеолиты проявляют высокую активность при низких парциальных давлениях паров воды следовательно, эти адсорбенты могут применяться для осушки газов с низким содержанием воды. Кроме того, молекулярные сита сохраняют высокую активность в широком интервале температур. Г идрокеид железа трех валентного ДО 1 не лимит. НгБ, независимо от его концентрации в исходном газе и инертность в отношении С, малые капитальные вложения. Недостатки Очистка карбонатными растворами до норм, установленных на газ, транспортируемый по магистральным газопроводам, экономически невыгодна в этом случае приходится доизвлекать из газа кислые компоненты с помощью аминовой очистки этот процесс является коррозионным а также существует проблема удаления твердых частиц из раствора необходима борьба с ценообразованием. Поглотитель ный раствор на основе трилонаБ до 0, не лимит. Преимущества Селективное извлечение НгБ из газа содержащего СО2 и НгБ. Для очистки применяется реагент, который легко регенерируется для регенерации используется кислород воздуха процесс проходит при избыточном давлении 0,8 кгссм , не требуется ни вакуума, ни нагревания с последующим охлаждением регенерируемых растворов в процессе регенерации образуется элементарная сера, извлечение которой не представляет сложностей. Недостаток При увеличении концентрации Н2Б возрастают капитальные вложения. СОг в потоке, образуя водорастворимые и легко удаляемые продукты. По своей структуре используемые для сероочистки газа алканоламины подразделяются на первичные моноэтаноамин МЭА и дигликольамин ДГА, вторичные диэтаноламин ДЭА и диизопропаноамин ДИПА, третичные триэтаноламин ТЭА и метилдиэтаноамин МДЭА. Алканоламины, будучи слабыми основаниями, легко вступают в реакцию с кислыми компонентами Н и С, образуя водорастворимые соли. Реакционная способность алканоламинов изменяется в ряду первичныевторичныетретичные и коррслируется с их щелочностью. Реакции взаимодействия с сероводородом . При взаимодействии всех алканоламинов первичных, вторичных и третичных с сероводородом происходит образование соответствующих сульфидов и гидросульфидов. Из приведенных уравнений видно, что первичные, вторичные и третичные алканоламины реагируют с Н одинаковым образом с образованием гидросульфида или сульфида амина, причем реакция классифицируется как мгновенная С может реагировать с первичными и вторичными алканоламинами с образованием карбамата соли замещенной карбаминовой кислоты ЯЫНСООН, т. ЯМССКЖЫНз, карбамата диэтаноаммония К2МСОЖ2МН2, а также карбоната КМНз2С и бикарбоната 1зНСОз. Обе реакции классифицируются как быстрые, но образованию карбоната и бикарбоната предшествует медленная реакция растворения С в воде с образованием угольной кислоты Н2СОз.