Технология переработки природного газа и конденсата - Афанасьев А.И.
ISBN 5-8365-0107-6
Скачать (прямая ссылка):
уменьшением адсорбционной способности дисперсной серы на стенках оборудования путем применения ПАВ;
ингибированием коррозии, позволяющим применять оборудование из обычных углеродистых сталей.
Распределение затрат в процессе при очистке природного газа (р = 5 МПа, 0,1 % H2S1 100 кг/ч H2S) следующее, %: химреагенты - 55; электроэнергия -24; зарплата - 21. Стоимость химреагентов составляет 80-100 дол. на 1 т извлекаемого сероводорода. Удельная доля электроэнергии зависит от давления очищаемого газа и концентрации сероводорода в газе.
В СНГ находятся в эксплуатации три промышленные установки по технологии ВНИИГАЗ: в России, в Туркмении, Таджикистане. Характеристика данных установок приведена в табл. 4.91.
ВНИИГАЗом совместно с объединением "Кубаньгаэпром" за 1,5 года спроектирована и построена "под ключ" установка очистки и осушки природного газа в Болгарии, которая была запущена в эксплуатацию в августе 1992 г.
Для сооружения установки используется отечественное оборудование, часть из которого изготавливается на месте монтажа по конструкторской документации ВНИИГАЗа. Технология может применяться для очистки различных газов от сероводорода с парциальным давлением углекислоты до 2 МПа.
4.6.6. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Метод очистки основан на контактировании серово-дородсодержащего газа с водным раствором соли железа с образованием серы и последующим окислением раствора кислородом воздуха в присутствии микроорганизмов.
Химизм процесса следующий: 4
H2S + Fe2(S04)3 -^S + FeSO4 + H2SO4;
2FeSO4+ H2SO4 + 1/2O2 -» Fe2(SO4);, + H2O.
444
Окисление двухвалентного железа происходит в 500 ООО раз быстрее в присутствии бактерий, чем без них. Процесс проводится при pH 2,2-2,0 и при температуре 25-30 °С.
Первая промышленная установка по данному методу сооружена в Японии, в городе Косака. Параметры установки следующие [106 ]: расход газа - 200 м!/ч; содержание сероводорода в газе - 70 %, 20 % CO2; содержание сероводорода в очищенном газе - 0,001 %.
Все аппараты установки изготавливаются из углеродистой стали с резиновым покрытием, трубопроводы — из пластика. Нагрузка биологического реактора может изменяться в соответствии с количеством перерабатываемого газа и сероводорода, так как количество бактерий автоматически увеличивается или уменьшается. В настоящее время действует 2 промышленных установки.
Удельные показатели процесса следующие: расход сульфата железа - 170 кг на 1 т серы; затраты электроэнергии -40,8 кВт-ч 1 т серы; капитальные затраты -0,34 млн. дол.; себестоимость 1 кг серы - 0,45 дол.
Известно также применение метода биологической очистки, проводимой в насадочном реакторе с иммобилизированными микроорганизмами из семейства Тиобацилл, поддерживаемыми постоянно во влажном состоянии. Продуктами окисления сероводорода является элементарная сера и сульфаты, которые выводят из системы в виде CaSO4 [29].
Достоинством биологической очистки газа является гибкость технологии, отсутствие отходов, минимум затрат на химреагенты. Недостатки: невысокая удельная производительность установок, высококоррозионные свойства абсорбента.
4.6.7. МЕТОДЫ ОЧИСТКИ БЕЗ РЕГЕНЕРАЦИИ СОРБЕНТА
Безрегенерационные методы очистки включают методы связывания сероводорода или сероорганических соединений с использованием для утилизации жидких или твердых поглотителей.
Безрегенерационный метод очистки целесообразно использовать для месторождений с суточным количеством извлекаемого сероводорода примерно до 50 кг и концентрацией сернистых соединений до 100 ррм. Необходимым условием применения таких процессов является безопасность с точки зрения токсичности продукта, получаемого при нейтрализации сероводорода.
К известным реагентам, используемых в таких случаях,
445
можно отнести водную взвесь или твердую массу гидроокиси железа, нитрит натрия, гипохлорит, окись цинка, нерегенери-руемый амин - триазин и др.
Очистка газа раствором нитрита основана на реакции солей азотистой кислоты с ионами сульфида в водной среде:
NO] + 3H2S -» 3S + NH3 + ОН" + H2O.
Реакция нитрита и сероводорода на начальной стадии протекает с невысокой скоростью, но после определенного индукционного периода, связанного, очевидно, с накоплением в растворе политионатов, протекает достаточно эффективно. Известно применение нитрита на малых установках по очистке газа за рубежом, причем сообщается о возможности сброса отработанного раствора без нанесения ущерба окружающей среде.
Окисление сероводорода раствором гипохлорита происходит с образованием солей серной кислоты:
4HClO + H2S -» H2SO4 + H2O.
Получаемая серная кислота нейтрализуется аммиаком с получением сульфата аммония, который используется в качестве удобрения. Раствор гипохлорита может быть получен на установке путем электролиза разбавленного раствора хлорида натрия в щелочной среде в бездиафрагменном электролизере.
Наибольшее распространение получили поглотители на основе соединений железа [66, 62, 63, 69]. В США используется как взвесь, так и твердый поглотитель на основе окислов Fe3O4, Fe2O3, известный под названием Салфатрит. Сорбент содержит небольшое количество влаги для ускорения сорбции сероводорода. Отработанный поглотитель смывается водой и вывозится с установки (рис. 4.101). Аналогичный поглотитель выпускает фирма ICI Chemicals - PURASPEC.
