Ustanovka_ochistki_uglevodorodnykh_gazov_ot_ser..


Установка очистки углеводородных газов от сероводорода и диоксида углерода раствором моноэтаноламина (МЭА).
Присутствие сероводорода в газе недопустимо вследствие корродирующих и токсичных свойств, отравляющего действия его на большую часть катализаторов. Оксид углерода также обладает высокими коррозионными свойствами, которые приводят к порче аппаратуры, труб, различных металлических узлов реакторов, абсорберов и другого оборудования. Поскольку процесс дает возможность отводить абсорбированные компоненты, то имеется целесообразность дальнейшей переработки удаленных компонентов до элементарной серы и серной кислоты.
В России для очистки углеводородных газов от сероводорода наибольшее распространение получил процесс очистки моноэтаноламином (МЭА), а за рубежом чаще используют диэтаноламин (ДЭА) и совсем редко из-за малой поглотительной способности, — триэтаноламин (ТЭА). МЭА установки очистки газа действуют на 8 отечественных ГПЗ. Установки МЭА очистки газа подразделяются на крупнотоннажные, стационарной мощности и блочные.Получение Моноэтаноламина
Этаноламин получают действием аммиака на  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%82%D0%B8%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D1%85%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%B3%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%B8%D0%BD" \o "Этиленхлоргидрин" этиленхлоргидрин (2-хлорэтанол):

В промышленности синтез этаноламина проводится присоединением аммиака к  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%82%D0%B8%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4" \o "Этиленоксид" этиленоксиду:

Наряду с моноэтаноламином при этом получаются  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D1%8D%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D0%BD" \o "Диэтаноламин" диэтаноламин и  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A2%D1%80%D0%B8%D1%8D%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D0%BD&action=edit&redlink=1" \o "Триэтаноламин (страница отсутствует)" триэтаноламин

Водные растворы этаноламина обладают щелочной реакцией и хорошо поглощают кислые газы (диоксид углерода, диоксид серы, сероводород, газообразные и летучие  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D1%8B" \o "Тиолы" тиолы), регенерируя их при повышении температуры; благодаря этому растворы этаноламина широко используются в качестве абсорбента в различных процессах газоочистки (например, удаление примесей сероводорода, углекислоты и тиолов в нефтегазовой и нефтехимической промышленности) и разделения газов (в частности, абсорбция углекислоты из смеси газов в производстве водорода конверсиейметана).
Этаноламин также является исходным веществом в промышленном синтезе  HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B0%D1%83%D1%80%D0%B8%D0%BD" \o "Таурин" таурина.
Если принять поглотительную способность по отношению к сероводороду у моноэтаноламина за 100 %, то у диэтаноламина она составит 40 %, у триэтаноламина — меньше 15%. Кроме аминов часто в качестве абсорбентов используют растворы карбонатов щелочных металлов. Этаноламины представляют собой бесцветные жидкости, смешивающиеся с водой и низшими спиртами во всех соотношениях. Правда, с повышением давления растворимость сероводорода быстрее увеличивается в три этаноламина, так что поглотительные способности при повышении давления абсорбции начинают выравниваться. При этом поглощение идет, как правило, при повышенном давлении и обычной температуре, а регенерация, при которой используется обратимость реакции, - при пониженном давлении и повышенной температуре. Широкое распространение моноэтаноламиновый способ очистки получил благодаря повышенной реакционной и поглотительной способности, а также обеспечить очень высокую степень очистки. Процесс не селективен, на стадии адсорбции одновременно с H2S поглощается и СО2. Уравнения взаимодействия можно представить в следующем виде:

Т.е образуются сульфиды(бинарные соединения элементов с серой (S)), дисульфиды(сульфиды, содержащие два атома S. Известны Д. неорг., в которых оба атома S соединены с двухвалентным металлом), карбонаты (соли и эфиры угольной кислоты (H2CO3). Среди солей известны нормальные карбонаты (с анионом СО32−) и кислые или гидрокарбонаты (с анионом НСО3−).) и бикарбонаты (НСО 3 -). Данные соединения легко распадаются на исходные при повышении температуры и понижении давления. Химические реакции протекают одновременно с переходом кислых компонентов из газовой фазы в жидкую. Движущей силой абсорбции (диффузии), т.е перехода из газовой фазы в жидкую, является разность парциальных давлений H2S и СО2 в газовой фазе и растворе. Молекулы H2S и СО2 преодолевая сопротивление пленки жидкости, вступают в химическую реакцию с МЭА.
Основными аппаратами этаноламиновой очистки газов являются абсорбер и десорбер колонного типа с насадкой или тарелками. Технологическая схема типовой установки очистки углеводородных газов от сероводорода и диоксида углерода раствором моноэтаноламина приведена на рис. Производительность установки по сырью 170 тыс. т/год.
Абсорбер (от лат. absorbeo — поглощаю) — аппарат для поглощения газов, паров, для разделения газовой смеси на составные части растворением одного или нескольких компонентов этой смеси в жидкости, называемой абсорбентом (поглотителем). Абсорбер обычно представляет собой колонку с насадкой или тарелками, в нижнюю часть которой подается газ, а в верхнюю — жидкость; газ удаляется из абсорбера сверху, а жидкость — снизу. Абсорбер применяется в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.
Десорбер — это массообменный аппарат, используемый для удаления растворенных в жидкости газов путем нагрева жидкостей, как правило, конденсирующимся паром, так какрастворимость газов в жидкостях существенно снижается при повышении их температур.
Очистка газа проводится в две ступени. Поступающий на очистку газ попадает в сепаратор для отделения сопутствующего ему конденсата. Выходящий с верха сепаратора газ направляется в низ абсорбционной колонны 1, где, поднимаясь вверх, он контактирует на тарелках (или насадке) с 15—17 %-ным водным раствором моноэтаноламина, подаваемого в колонну сверху(регенерированным). В колонне имеется 22—24 ситчатых тарелки (или 15 м насадки из колец Рашига). Насадочный абсорбер превосходит тарельчатый по скорости абсорбции и коэффициенту массопередачи в два раза. Температура в колонне 1 25—40 °С, давление 1,47—1,57 МПа. Снизу адсорбера поглотитель поступает в десорбер растворенного газа 2, где отделяется физически растворенный в поглотителе углеводородный газ, и насыщенный кислыми компонентами поглотитель V через теплообменники поступает в регенерационную колонну 3. В этой колонне комплексные соединения амина с H2S и СО2 разлагаются, и выделяющаяся смесь кислых газов VI удаляется сверху колонны. Снизу колонны регенерированный поглотитель через ребойлер 4 и охладительные аппараты направляется в абсорбер. Температура входа абсорбента в десорбер 85 – 95 градусов, температура в ребойлере десорбера 125 – 130, давление в десорбере 0,3 – 0,8 мПа.
В результате побочных реакций моноэтаноламина с диоксидом углерода и присутствующими в углеводородном газе кислородом, сероуглеродом, тиооксидом углерода и другими соединениями образуется сложная смесь, имеющая высокие температуры кипения. С сероводородом, например, в присутствии кислорода образуется тиосульфат, не регенерируемый в условиях очистки моноэтаноламином. Количество образующихся побочных продуктов примерно 0,5 % (масс.) на циркулирующий раствор МЭА. Во избежание накопления в системе нерегенерируемых продуктов часть раствора МЭА с низа десорбера 14 насосом 12 направляется на разгонку в колонну 18 (часто вместо колонны ставят периодически действующий перегонный куб), куда подается раствор щелочи. Выделившиеся при разгонке водяные пары моноэтаноламина возвращаются в десорбер 14, остаток высококипящих продуктов сбрасывается в канализацию. Температура в отгонной колонне вверху 170°С, внизу 200°С; часто разгонку ведут в вакууме.
Рассмотрим противоточную схему движения потоков в колонном аппарате для абсорбции, принятой в системах газоочистки.
В аппарат поступают фазы G (газ) и L (жидкость). Пусть расход носителя в газовой фазе составляет G кг/с, а в жидкой фазе равен L кг/с. Содержание распределяемого компонента, выраженное в виде относительных весовых составов, в фазе G обозначим через Y, а в фазе L - через X. При противотоке уравнения материального баланса для любого сечения колонны будут иметь вид:
dG=dL; d(Gy)=d(Lx).
После интегрирования этих уравнений для любого сечения колонны получим:
Gнyн - Lкxк = Gкyк – Lнxн = Gy - Lx
Общие недостатки использования МЭА процесса следующие:
-Высокие эксплуатационные расходы (электроэнергия, водяной пар), повышенный расход МЭА.
-Отсутствие селективности по отношению к H2S.
-Чувствительность к присутствию кислорода в очищенном газе
-Причина повышенных потерь - унос с уходящим газом компонентов мелкодисперсных капель раствора за счет вспенивания, разложения МЭА в результате необратимых реакций с COS, CS2, CO2 и O2. Для уменьшения потерь принимаются меры по предотвращению пенообразования и по пеногашению и, кроме того, применяют промывку очищенного газа водой, для чего в верхней части абсорбера предусматривают две барботажные и одну глухую тарелки. Вода забирается с глухой тарелки и насосом подается на верхнюю барботажную тарелку.
-На некоторых заводах в очищаемом газе отмечается незначительное содержание кислорода, что резко увеличивает скорость окисления МЭА. В этом случае необходима очистка раствора абсорбента, включающая фильтрацию (сепарацию) и разгонку МЭА.
-Невозможность использования метода для удаления из газа меркаптанов и тиосульфатов.
Кубанский государственный технологический университет
Кафедра технологии нефти и экологии
Реферат
По дисциплине ,,Химическая технология топлива и углеродных материалов”
На тему: установка очистки углеводородных газов от сероводорода и диоксида углерода раствором моноэтаноламина (МЭА)
Выполнил: студент группы 09 – Х – ХТ2
Дробот В. Р.
Преродаватель: Троян Е.СКраснодар 2013
Список литературы
Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. 2 – е изд. – М..Химия, 2001
Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002
Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Ч.2 – я. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов. 3 – е изд., пер. и доп. – М.: Химия, 1980



Приложенные файлы

  • docx 18204742
    Размер файла: 108 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий