Оптимизация режимно-технологических параметров нейтрализации серосодержащих примесей в системах промысловой очистки природных газов

• Автор: Воронцов, Роман Александрович
• Шифр специальности: 05.23.03, 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНИКОЭКОЛОГИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ

ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ ОТ СЕРОВОДОРОДА

1.1. Актуальность разрабатываемой проблемы

1.1.2 Опасность сернистых соединений

1.1.3 Техногенные воздействия углеводородных газов

1.2. Требования к очистке малосернистых газов.

1.3. Оценка условий промысловой добычи и переработки

природных газов.

1.4 Анализ технологий очистки углеводородных

газов от сероводорода.
1.4.1. Хемосорбционные процессы очистки природного газа
от сероводорода .
1.4.2.Процессы очистки газа с использованием физической
абсорбции.
1.4.3.Процессы очистки газов с применением химических
и физических абсорбентов
1.4.4.Адсорбционные процессы
1.4.5. Окислительные процессы очистки углеводородных
газов от сероводорода.
1.4.6. Особенности аппаратурного оформления процессов
очистки газов.
1.4.7 Основные тенденции перспективного
развития методов очистки углеводородных газов.
Выводы по главе
Глава 2. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ СОРБЕНТОВОКИСЛИТЕЛЕЙ
2.1. Методологические подходы и закономерности
утилизации сероводорода из углеводородных газов.
2.2. Анализ окислительных свойств хроматов и
гидроксида трехвалентного железа к сероводороду .
2.2.1. Анализ исследований окислительных свойств
гидроксида трехвалентного железа.
2.2.2. Анализ исследований окислительных свойств хроматов.
2.3. Анализ процесса окисления сульфида железа
и гидроксида хрома кислородом воздуха.
2.3.1. Анализ исследований процесса окисления
сульфида железа кислородом воздуха
2.3.2. Анализ исследований процесса окисления
гидроксида хрома кислородом воздуха.
2.4 Оценка физикохимических свойств и подбор катализатора для поглотительного раствора утилизации
сероводорода из углеводородного газа
Выводы по главе.
Глава 3. РАЗРАБОТКА СОСТАВА БИШОФИТНОГО ПОГЛОТИТЕЛЬНОГО РАСТВОРА ДЛЯ ЗКОЛОГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ УТИЛИЗАЦИИ СЕРОВОДОРОДА В ЭЛЕМЕНТАРНУЮ СЕРУ НА ОСНОВЕ РЕЖИМНЫХ ИСПЫТАНИЙ
3.1. Разработка состава поглотительного раствора
3.2. Экспериментальное изучение очищающей способности
окислительного поглотительного раствора.
3.3. Анализ работы СОУ на разработанном
поглотительном растворе.
Выводы по главе.
ГЛАВА 4. АППАРАТУРНОРЕЖИМНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ
ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ
ОТ СЕРОВОДОРОДА БИШОФИТНЫМ ПОГЛОТИТЕЛЬНЫМ
РАСТВОРОМ В ПРОМЫСЛОВЫХ УСЛОВИЯХ
4.1. Обоснование режимных параметров эффективной реализации окислительного процесса очистки на основе
интенсификации контакта газа с поглотительным раствором.
4.1.1 Общие закономерности гидродинамики
формирования пенного слоя
4.1.2 Закономерности теплообмена при контакте газа и жидкости
в пенодинамическом слое
4.1.3 Закономерности межфазного массобмена
в пенодинамическом слое.
4.1.4 Зависимость степени обработки газа от кинетики
процессов межфазного обмена в пенодинамическом слое.
4.1.5 Обобщение режимных параметров эффективной
реализации окислительного процесса очистки
4.2. Унификация схемы аппаратурного оформления газоочистной установки на основе использования
инжекторнопенных скрубберовреакторов ИПС
4.2.1. Структура компоновочных схем модулированных установок
4.3. Модификация аппаратурной схемы газоочистной установки на основе использования инжекторнопенных скрубберовреакторов ИПС для условий реализации
окислительного процесса очистки.
4.4. Определение режимных условий эффективного поглощения сероводорода бишофитным поглотительным раствором и стабильной регенерации отработанного окислительного сорбента
в реакторе ИПС.
4.4.1. Аппаратурное оформление и методика экспериментов.
4.4.2. Состав оборудования экспериментального стенда.
4.4.3. Методика проведения и оценки
результатов экспериментов
4.4.4. Гидродинамические характеристики образования пенодинамического слоя
4.4.5 Охлаждение газа при контакте с жидкостью
в пенодинамическом слое
4.4.6 Массообмен при контакте газа с жидкостью
в пенодинамическом слое
4.4.7 Обобщение режимных условий эффективного поглощения сероводорода бишофитным поглотительным раствором и стабильной регенерации отработанного
окислительного сорбента в реакторе ИПС.
4.5. Оценка условий эффективной устойчивой эксплуатации
газоочистной установки на основе реакторов ИПС.
4.5.1 Техникоэкономические показатели эксплуатации
газоочистной установки на основе реакторов ИПС.
Выводы по главе
Основные выводы по работе
Библиографический список.
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Методы исследования включали аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, лабораторные исследования, математическое моделирование, обработку экспериментальных данных методами математической статистики с применением ПК. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов расчета и натурными данными. ИПС при скорости газа Лг 6 мс посредством варьирования величины начального уровня жидкости в области значений И0 0,0 м. Состав обладает способностью утилизировать сероводород с высокой эффективностью в температурном режиме С, с получением элементарной серы. Раствор показал высокую утилизирующую эффективность к сероводороду в сложных природных условиях, способность легко регенерироваться кислородом воздуха без изменения первоначального состава и без выделения токсичных и вредных веществ. При этом он отличается низкой температурой замерзания до С и малой коррозионной активностью к технологическому оборудованию в системе газоснабжения. Внедрение выполненных работ позволило сократить выбросы и сжигание попутного нефтяного газа на факелах и использовать очищенный газ в производственных технологических нуждах и газоснабжении промышленных и коммунальных объектов. Поглотительный раствор для очистки газов от сероводорода ТУ 3. Волгоград, г. Себестоимость предлагаемого нового состава поглотительного раствора более, чем в 2 раза меньше ранее применяемого известного. Эксплуатационные расходы только на химреагенты снижаются более чем на 4 тыс. Материалы диссертационной работы использованы кафедрой ОВЭБ ВолгГАСА в курсах лекций, а также в дипломном проектировании при подготовке инженеров специальностей Теплогазоснабжение и вентиляция, Инженерная защита окружающей среды. Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и получили одобрение на научнотехнической конференции молодых ученых и специалистов ОАО ЛУКОЙЛ г. Волгоград, г. Утилизация попутных и факельных газов была отмечена дипломом за второе место на Хом юбилейном конкурсе молодежных разработок ТЭК г. Москва, г. Бишофитовая технология очистки углеводородных газов от сероводорода была отмечена дипломом за первое место на 1ой Международной конференции Нефтегазоносность Казахстана г. АлматыАтырау, г. XII научнопрактической конференции молодых ученых и специалистов г. Публикации. Основное научное содержание работы изложено в 9 печатных работах. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованной литературы и приложений. ГЛАВА 1. Обсуждаемые в настоящее время энергосберегающие программы кроме положительных экономических результатов имеют и легко прогнозируемые отрицательные последствия. В первую очередь это ухудшение неблагоприятной экологической обстановки в городах и регионах страны. Кроме того, переход на другой вид топлива потребует модернизации или замены теплоэнергетического оборудования и агрегатов, что ведет к значительным финансовым затратам. Только в г. Около трети этого количества приходится на диоксиды серы, около четверти на оксид углерода. Остальное в порядке убывания твердые вещества, оксиды азота, углеводороды и летучие органические соединения. В промышленности основным загрязнителем воздуха является электроэнергетика, на долю которой приходится около четверти общих объемов выбросов в стране, а с топливной промышленностью более . Еще дает металлургия цветная выбрасывает несколько больше, чем черная, остальные отрасли вместе взятые . Основными городами загрязнителями атмосферы являются Норильск тыс. Воркута 5 тыс. Новокузнецк 0 тыс. Череповец 6 тыс. Липецк 1 тыс. В Норильске сбрасывается, таким образом, 6,5 т. Воркуте 2. Всего же, по данным Росгидромета более чем в 0 городах России концентрация вредных веществ в атмосфере превышает допустимый уровень. В из них, где проживает около млн. Среди них такие крупные города как Братск, Екатеринбург, Иркутск, Кемерово, Красноярск, Новокузнецк, Норильск, Череповец. Рис. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу по городам и Субъектам Федерации в г. Рис.