Исследование и разработка технологии получения полисульфидных ингибиторов коррозии и адсорбционной очистки этаноламиновых растворов в процессах сероочистки газов

• Автор: Монахов, Николай Викторович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 187 с. : ил.

1 Литературный обзор.

1.1 Обзор современных процессов очистки углеводородных газов

от сернистых соединений.

1.1.1 Основные виды процессов очистки газа

от кислых компонентов.

1.1.2 Очистка газов алканоламинами.

1.1.3 Энергосберегающие процессы.

1.2 Полнсульфиды этаноламннов применение, свойства, получение

1.2.1 Коррозия на установках аминовой очистки газов от кислых компонентов и способы е ингибирования.

1.2.2 Химизм процесса образования полисульфидов

1.2.3 Полисульфиды этаноламннов

физические и химические свойства
1.2.4 Технология полисульфидного ингибирования коррозии ГАЗАМИН на установках сероочистки газов
1.3 Адсорбционная очистка рабочих растворов этаноламннов.
1.3.1 Возможные виды загрязнений рабочих этаноламиновых растворов в процессе абсорбционной
очистки газов и практические методы их удаления.
1.3.2 Некоторые теоретические аспекты адсорбции веществ пористыми поглотителями
1.3.3 Получение и свойства активированных углей
1.3.4 Очистка рабочих растворов этаноламннов
с помощью активных углеродных сорбентов.
1.3.5 Особенности применения, получения
и свойств волокнистых углеродных сорбентов
1.4 Постановка задач для исследования
2 Методы проведения исследований
2.1 Характеристика основных применяемых материалов.
2.2 Получение полисульфидных ингибиторов и создание
их защитной концентрации в водных растворах этаноламинов
2.2.1 Растворение элементарной серы
в водных растворах этаноламинов.
2.2.2 Приготовление полисульфидных концентратов этаноламинов и их введение в водные растворы этаноламинов.
2.3 Изучение адсорбционных свойств углеродных сорбентов
2.3.1 Проведение испытаний в статических условиях
2.3.2 Проведение динамических испытаний
2.4 Основные методы анализа, использованные в работе.
2.5 Метод анализа полисульфидных композиций и его отработка
2.6 Анализ полисульфидных концентратов этаноламинов методом ЭПР
3 Исследование методов получения полисульфидных ингибиторов коррозии и создания их защитной концентрации
в водных растворах этаноламинов
3.1 Взаимодействие элементарной серы
с водными растворами этаноламинов
3.2 Введение в водные растворы этаноламинов
полисульфидных концентратов
3.2.1 Исследование состава ингибированных полисульфидными концентратами водных растворов этаноламинов.
3.2.2 Изучение влияния условий синтеза полисульфидных концентратов на состав
ингибированных ими растворов этаноламинов.
4 Очистка рабочих растворов ДЭА повышенной концентрации
на активных углеродных сорбентах.
4.1 Адсорбционная очистка неингибированных растворов ДЭА.
4.1.1 Изучение адсорбции смолистых веществ
на активных углеродных сорбентах в статических условиях
4.1.2 Изучение адсорбционных свойств углеродных сорбентов
в динамических условиях
4.2 Влияние полисульфидного ингибитора коррозии
на адсорбционную очистку рабочих растворов ДЭА.
5 Разработка усовершенствованных технологий получения полисульфидных ингибиторов коррозии
и адсорбционной очистки этаноламиновых растворов.
5.1 Возможности практического применения результатов исследований методов полисульфидного ингибирования растворов этаноламинов
в технологии процесса ГАЗАМИН на промышленных установках
5.1.1 Рекомендации по технологии полисульфидного ингибирования этаноламиновых растворов путм их взаимодействия с элементарной серой.
5.1.2 Рекомендации по технологии полисульфидного ингибирования этаноламиновых растворов методом введения в них полисульфидных концентратов.
5.1.3 Технические решения по внедрению технологии противокоррозионной защиты ГАЗАМИН
на установках очистки природного газа Астраханского ГПЗ и ожидаемая е экономическая эффективность
5.2 Усовершенствованная технология адсорбционной очистки этаноламиновых растворов.
5.2.1 Практические рекомендации по усовершенствованнию тонкой очистки рабочих растворов
на установках аминовой очистки газов
5.2.2 Перспективы использования углеволокнистых сорбентов в промышленных условиях.
Заключение
Список использованных источников


Он позволяет снизить капитальные и эксплуатационные расходы и уменьшить коррозионный износ оборудования . В качестве ингибитора коррозии пассивирующего типа используются полисульфиды этаиоламинов. Как было показано , присутствие полисульфидного ингибитора в 5 водном растворе ДЭА не приводит к увеличению глубины процесса его термохимической деградации. Этими же исследованиями было также установлено, что присутствие полисульфидного ингибитора в 5 водном растворе ДЭА в интервале защитных концентраций от 0,1 до 0,5 гдм3 в пересчете на серу, приводит к понижению смолообразования, т. Таким образом, полисульфиды этаноламинов, являясь эффективными ингибиторами коррозии углеродистых сталей оборудования и трубопроводов на установках аминовой сероочистки газов, способствуют некоторому замедлению процесса термохимической деградации рабочих растворов ДЭА, что делает их использование в производственной практике особо желательным. Техникоэкономическая характеристика процесса ГАЗАМИН приведена в таблице 1. Технология ГАЗАМИН обладает такими же высокими показателями технического уровня, что и аналогичные высокоэффективные процессы i фирмы и I1 фирмы i США. Процесс прост в эксплуатации, эффективен и обеспечен надежным контролем. Технология ГАЗАМИН была внедрена на действующих установках Отрадненского ГПЗ и НГДУ Южарланнефть, а также была испытана и рекомендована к внедрению на ГПУ Шуртангаз, Жанажольском и Шкаповском ГПЗ. Подтвержден фактический эффект от снижения энергозатрат на очистку на . В настоящее время технология ГАЗАМИН заложена в проекты строящихся установок сероочистки на Бавлинском газовом цехе управления Татнефтегазпереработка ОАО Татнефть, а также на Шкаповском газоперерабатывающем производстве НГДУ Аксаковнефть и Туймазинском ГПЗ АНК Башнефть. Таблица 1. Максимальное содержание кислых компонентов в газе, об. Сокращение кап. При эксплуатации оборудования установок аминовой очистки газов происходит как общая коррозия оборудования, так и более опасный ее вид коррозионное растрескивание . Скорость общей коррозии углеродистой стали увеличивается с повышением концентрации амина, температуры, степени насыщения растворов абсорбента кислыми газами, увеличением содержания механических примесей и продуктов термохимического разложения амина. В результате контакта с кислородом в растворе амина, насыщенном Н, может образоваться тиосульфат амина, а при наличии диоксида углерода аминоуксусная, щавелевая, муравьиная и другие кислоты . Присутствие механических примесей в растворе амина может вызвать нарушение защитных пленок, образующихся на поверхности стали, и приводить к усилению эрозионнокоррозионного разрушения металла. С очищаемыми газами в растворы аминов могут попадать значительные количества продуктов обработки скважин, минеральных солей , в том числе и хлориды, наличие которых способно вызывать такой специфический вид коррозии нержавеющих сталей, как питтинг точечная коррозия. В чистых растворах этаноламинов общая коррозия углеродистой стали незначительна и составляет даже при 5 С всего лишь 0, ммгод. При насыщении диоксидом углерода она возрастает. При повышении температуры с до 0 С скорость коррозии в насыщенных растворах увеличивается в несколько раз. При совместном присутствии Н и С скорость коррозии снижается . Чрезвычайно опасным для оборудования установок сероочистки, изготовленного из углеродистых и низколегированных сталей, является коррозионное растрескивание КР, обычно имеющее место в зоне сварных швов при наличии в металле высоких внутренних напряжений . При термообработке эти напряжения снижаются, а структура металла заметно улучшается. Причиной этого явления признана водородная хрупкость стали, вызванная внедрением в структуру металла атомарного водорода, образовавшегося в процессе электрохимической коррозии в присутствии Н и С в растворе амина . Для аппаратов установки аминовой очистки газов от Н, или Н и С, необходимо применять соответствующее материальное оформление . Однако, наряду с этим, наиболее эффективно проблему борьбы с коррозией решает применение ингибиторов, которые вводятся в циркулирующий раствор амина.