Композиционные абсорбенты на основе метилдиэтаноламина для энергосберегающей технологии сероочистки природного газа

• Автор: Алексеев, Сергей Зиновьевич
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Современные тенденции в развитии абсорбционных процессов очистки углеводородных газов от 2 и СО2 алканоламинами.

1.1 Введение

1.2 Основы технологии абсорбционной очистки природного газа алканоламинами

1.3 Состав, свойства и применение алканоламиновых абсорбентов для очистки природного газа от сероводорода и диоксида углерода .
1.4 Термохимические превращения алканоламинов в процессе абсорбционной очистки природного газа .

1.4.1. Деградация алканоламинов .

1.4.2. Термостабилъные соли .

1.5. Коррозионные свойства этаноламиновых абсорбентов

1.6. Выводы .

Глава 2. Объекты и методы исследований
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследований абсорбентов.
2.2. 1. Определение абсорбционных свойств абсорбентов .
2.2. 2. Пилотная абсорбционная установка
2.2.3. Метод определения термостабильных солей в абсорбентах
2.2.4. Определение компонентного состава абсорбентов
2.2.5. Опытнопромышленные и промышленные испытания абсорбентов
2.2.6. Метод оценки регснерируемости абсорбентов
2.2.7. Определение коррозионных свойств абсорбентов
Глава 3. Влияние добавок на способность метнлдиэтаноламина абсорбировать и десорбировать сероводород и диоксид углерода .
3.1 Добавки к МДЭА, замедляющие скорость абсорбции диок
сида углерода МДЭА .
3.1.1 Абсорбционные свойства абсорбентов
3.1.2. Регенерационные свойства абсорбентов
3.1.3. Коррозионные свойства абсорбентов
3.1.4. Пилотные испытания абсорбентов .
3.1.5. Равновесная растворимость Н8, СО в абсорбенте МДЭАЭМС .
3.2 Добавки к МДЭА, усиливающие абсорбцию диоксида углерода .
3.2.1 Изучение абсорбционных свойств активированного МДЭА на лабораторных установках
3.2.2. Влияние активирующих добавок на регенерационные свойства МДЭА.
3.2.3. Коррозионные свойства активированного МДЭА
3.2.4. Пилотные испытания активированного МДЭА
3.3. Выводы .
Глава 4. Исследование термохимической стабильности композиционных абсорбентов на основе МДЭА
4.1. Результаты исследований термохимической стабильности МДЭА, ДЭА, ММЭА, МДЭАДЭА
4.1.1. Опыты в стеклянных ампулах .
4.1.2. Опыты в металлических реакторах
4.2. Анализ промышленных абсорбентов на содержание продуктов деградации
4.3. Выводы
Глава 5. Исследование коррозионных свойств композиционных абсорбентов МДЭАДЭА и МДЭАДЭАЭМС
5.1. Исследование коррозионных свойств абсорбентов в лабораторных условиях и на автоклавной установке .
5.2 Механизм коррозии углеродистой стали в абсорбенте МДЭАДЭА и МДЭАДЭАЭМС.
5.3. Выводы
Глава 6 . Опытнопромышленные испытания композиционных абсорбен
тов МДЭАДЭА и МДЭАДЭАЭМС .
6.1. Испытание абсорбента МДЭАДЭА на Астраханском ГПЗ .
6.2. Испытания абсорбента МДЭАДЭАЭМС на Оренбургском ГПЗ
6.3. Выводы .
Выводы по работе
Список использованной литературы


Разработаны КА на основе МДЭА, которые содержат дополнительно диэтаноламин ДЭА или триэтаноламин ТЭА, метиловые эфиры полиэтиленгликолей ЭМС, др. НгБ, СОг при сокращенном расходе водяного пара на регенерацию абсорбента. Впервые показано, что введение ТЭА или ЭМС в водный раствор МДЭА уменьшает скорость поглощения им НгБ, СОг из газа. Действие указанных добавок, в частности ЭМС, состоит в снижении растворимости СО2 и Нг8 в абсорбенте. Выведено эмпирическое уравнение для расчета равновесной растворимости СОг, НгВ, в абсорбенте. Введение ДЭА, пиперазина или др. МДЭА, в его водный раствор повышает в несколько раз скорость поглощения СО2 при практически полном извлечении НгБ. Добавление до мае. ЭМС в раствор МДЭАДЭА увеличивает глубину регенерации абсорбента, насыщенного НгЭ и СО2. Исследованы термохимические превращения МДЭА, ДЭА, МДЭАДЭА и метилмоноэтаноламина ММЭА при нагревании до 0С в атмосфере СОг,


и Н8. Найдено, что устойчивость ЭА снижается под действием СО2 в ряду МДЭАДЭАММЭА. Установлено аномальное увеличение коррозионной агрессивности абсорбентов МДЭАДЭА, содержащих ДЭА, и показано, что оно обусловлено спецификой взаимодействия ШЭ и СО с указанными ЭА. Выполненные экспериментальные исследования позволили разработать композиционные абсорбенты КА на основе МДЭА, позволяющие регулировать селективность и глубину очистки природного газа от НгБ и СО. Предложен, испытан в опытнопромышленных условиях и внедрен на Астраханском ГПЗ А ГПЗ КАМДЭАДЭА вместо проектного ДЭА без изменения технологической схемы и оборудования при 1Ы5 сокращении расхода водяного пара на регенерацию абсорбента. Впервые разработан и проверен в опытнопромышленных условиях на Оренбургском ГПЗ ОГПЗ новый, высокоэффективный КА МДЭАДЭАЭМС Новамин, позволяющий достичь более глубокой регенерации абсорбента при меньшем на расходе водяного пара и лучших эксплуатационных показателях по сравнению с МДЭАДЭА. Начато промышленное внедрение Новамина на ОГПЗ. Ожидаемый экономический эффект 0,5 млн. Закономерности влияния различных добавок к водному раствору МДЭА на его абсорбционные, десорбционные, коррозионные свойства. Применение КА МДЭАДЭА вместо ДЭА для очистки высокосернистого природного газа Астраханского газового месторождения, обеспечивающий высокое качество очистки газа от НзБ и СО с меньшими на энергозатратами на очистку. Личное участие автора выразилось в формировании цели и задач исследований совместно с научными руководителями, самостоятельной и совместной с сотрудниками работе по их реализации в лабораторных, пилотных и промышленных условиях а также в анализе и обобщении полученных результатов. Глава 1. В настоящее время для очистки углеводородных газов от НзБ и СО2 применяются многочисленные процессы, основанные на химическом, физическом, или химико физическом взаимодействии компонентов. При этом для очистки больших потоков газа применяются, в основном, абсорбционные, так как они имеют более простую технологическую схему, высокую производительность, легко автоматизируются ,7. В качестве абсорбентов наибольшее распространение получили абсорбенты химического алканоламины действия, физического Селексол, Сепасолв и др. Сульфинол, Укарсол и др Основные современные промышленные процессы и абсорбенты систематизированы в таблице 1. Выбор абсорбента определяется составом исходного газа, способом утилизации извлеченного из газа НЬБ. В большенстве случаев из Нг5 получают серу, в основном, процессом Клауса. При этом наличие углеводородов в НзБ усложняет технологию, ухудшает качество серы. В России, в системе ОАО ГАЗПРОМ большинство добываемого сернистого газа относится к типу окирных, т. Для их очистки применяются в основном абсорбенты алканоламины диэтаноламин ДЭА, моноэтаноламин МЭА, которые в отличие от абсорбентов физического действия имеют низкую растворяющую способность по отношению к углеводородам. Это позволяет получить, как побочный продукт, качественный концентрат НгБ сырье для производства серы с содержанием углеводородов менее 2. Многолетняя практика применения ДЭА, МЭА подтверждает эти положения. Таблица 1.