Без темы
<<  Газохимия Газохимия  >>
Газохимия
Газохимия
Литература
Литература
Нежелательные примеси
Нежелательные примеси
Основные понятия
Основные понятия
Свойства сернистых соединений
Свойства сернистых соединений
Почему нужно удалять сернистые соединения
Почему нужно удалять сернистые соединения
От сероводорода очищают: - природный газ, газы различных
От сероводорода очищают: - природный газ, газы различных
Основные способы удаления сернистых газов
Основные способы удаления сернистых газов
Перечень основных мировых процессов сероочистки
Перечень основных мировых процессов сероочистки
Основные способы удаления диоксида углерода
Основные способы удаления диоксида углерода
Принцип хемосорбционной технологии очистки от H2S
Принцип хемосорбционной технологии очистки от H2S
Требования к поглотителям
Требования к поглотителям
Принципы технологии очистки от H2S
Принципы технологии очистки от H2S
Принцип хемосорбционной технологии очистки от H2S
Принцип хемосорбционной технологии очистки от H2S
Преимущества и недостатки абсорбционной технологии очистки от H2S
Преимущества и недостатки абсорбционной технологии очистки от H2S
Очистка газов от тиолов
Очистка газов от тиолов
Очистка газов от тиолов
Очистка газов от тиолов
Используется для фракций не тяжелее керосина
Используется для фракций не тяжелее керосина
Принцип хемосорбционной технологии очистки от меркаптанов
Принцип хемосорбционной технологии очистки от меркаптанов
Принцип технологии очистки от меркаптанов
Принцип технологии очистки от меркаптанов
Газпромнефть-ОНПЗ
Газпромнефть-ОНПЗ
Газпромнефть-ОНПЗ - Сырье установки АГФУ
Газпромнефть-ОНПЗ - Сырье установки АГФУ
Характеристика серосодержания в продуктах (согласно требованиям
Характеристика серосодержания в продуктах (согласно требованиям

Презентация: «Газохимия». Автор: Jager. Файл: «Газохимия.pptx». Размер zip-архива: 1759 КБ.

Газохимия

содержание презентации «Газохимия.pptx»
СлайдТекст
1 Газохимия

Газохимия

Лекция № 7

Очистка газов от химических примесей

Лектор – к.т.н., доцент кафедры ХТТ Юрьев Е.М.

2 Литература

Литература

Лапидус, Альберт Львович. Газохимия : учебное пособие / А. Л. Лапидус, И. А. Голубева, Ф. Г. Жагфаров. — М. : ЦентрЛитНефтеГаз, 2008. — 447 с. Технология переработки природного газа и конденсата: Справочник в 2 ч. / Под ред. В. И. Мурина и др. — М.: Недра, 2002. - Ч. 1. — 517 с.

3 Нежелательные примеси

Нежелательные примеси

К числу нежелательных химических примесей, содержащихся в природных нефтяных газах относятся: токсичные; коррозионно-агрессивные серосодержащие соединения; негорючие инертные газы, снижающие теплоту сгорания углеводородного газа. Среди серосодержащих примесей чаще всего присутствуют сероводород (H2S), серооксид углерода (СОS), сероуглерод (СS2) меркаптаны (CnH2n-1-SH), а в газовом конденсате – также сульфиды (R-S-R) и дисульфиды (R-S-S-R). В состав инертных газов входят диоксид углерода, азот и гелий.

4 Основные понятия

Основные понятия

Тиолы или меркаптаны — сернистые аналоги спиртов общей формулы RSH, где R — углеводородный радикал, в терминологии IUPAC название «меркаптаны» признано устаревшим и не рекомендуется к использованию.

Сероводород - бесцветный газ с запахом тухлых яиц и сладковатым вкусом. Ядовит. При больших концентрациях разъедает многие металлы.

Меркаптаны — жидкости с отвратительным запахом, причём их запах чувствуется в чрезвычайно низких концентрациях — 10?7?10?8 моль/л – они являются одорантами для бытового газа.

Этилмеркаптан (этантиол)

Метилмеркаптан (метантиол)

Сероводород

5 Свойства сернистых соединений

Свойства сернистых соединений

Тиол

Температура кипения R-SH, °C

Сернистые соединения присутствуют в нефтяных газах как на стадии добычи из скважины, так и образуются в ходе переработки.

H2S

- 61

CH3SH

6

C2H5SH

37

Выдержка из ГОСТ 20448-90 «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления»

Наименование показателя

Наименование показателя

Норма для марки

Норма для марки

Норма для марки

Пт

Спбт

Бт

4. Массовая доля сероводорода и меркаптановой серы, %, не более

0,013

0,013

0,013

В том числе сероводорода, не более

0,003

0,003

0,003

6 Почему нужно удалять сернистые соединения

Почему нужно удалять сернистые соединения

Меркаптаны и сероводород – яды, обладают отвратительными запахами

Меркаптаны и сероводород, особенно, во влажной среде образуют коррозионно-опасные среды

Меркаптаны являются ядами для катализаторов нефтепереработки

Меркаптаны и сероводород можно утилизировать с целью получения элементарной серы

7 От сероводорода очищают: - природный газ, газы различных

От сероводорода очищают: - природный газ, газы различных

нефтеперерабатывающих и нефтехимических процессов (гидроочистки, крекинга, риформинга, пиролиза и др.). Природные газы Оренбургского месторождения содержат 4—6% сероводорода, Астраханского—25%, Харметтен, Пантер-Ривер и Барберри в Канаде - 50 - 70% (об.) Газы нефтепереработки и нефтехимии могут содержать от 0,5 до 15% сероводорода. Более 30% мирового произ­водства S - из природных газов, богатых сероводородом; более 5 млн.т/год S производят в настоящее время Оренбургский и Астраханский ГПЗ

8 Основные способы удаления сернистых газов

Основные способы удаления сернистых газов

хемосорбционные процессы, основанные на химическом взаимодействии сернистых соединений с активной частью абсорбента (амины и щелочи); процессы физической абсорбции, в которых извлечение кислых компонентов происходит за счет их растворимости в органических поглотителях (гликоли, метанол и др.); Каталитические окислительные (сероводород в серу) и восстановительные (сернистые соединения в сероводород) методы; адcорбционные процессы, основанные на извлечении компонентов газа твердыми поглотителями — адсорбентами (активные угли или синтетические цеолиты); комбинированные процессы («Сульфинол»: сульфолан и диизопропаноламин); Специальные методы - микробиологические, мембранные, фотохимического разложения.

Наиболее распространены, допускают любое на­чальное содержание примесей в газе

Эффективны при малых содержаниях S в газе, однако очищают очень глубоко

9 Перечень основных мировых процессов сероочистки

Перечень основных мировых процессов сероочистки

Данные 2009 г.

Процесс

Абсорбент

Число установок

1. Процессы с химическими абсорбентами

1. Процессы с химическими абсорбентами

1. Процессы с химическими абсорбентами

Аминовые, в том числе:

Алкаколамин + вода

Более 1000

Амин-гард

Диэтаноламин (моноэтаноламин) + вода

375

Адип

Диизопропаноламин (метил-диэтаноламин) + вода

370

Экономин

Дигликольамин + вода

30

Бенфилд

Карбонат калия + вода + добавки бенфилд

600

Катакарб

Раствор патоша + ингибитор коррозии + катализатор

100

Сульфурекс

Щелочь + вода

40

Бишофитно-содовая

щелочь + вода + катализатор «Антисера»

2

Серокс-газ-1, Серокс-газ-2

Водно-щелочной каталитический комплекс

2. Процессы с физическими абсорбентами

2. Процессы с физическими абсорбентами

2. Процессы с физическими абсорбентами

Ректизол

Холодный метанол

70

Пуризол

N-метилпирролидон

5

Флюор

Пропиленкарбонат

12

Селексол

Диметиловый эфир полиэтиленкликоля

50

Сепасолв-МПЕ

Диалкиловый эфир полиэтиленгликоля

4

3. Процессы с физико-химическими и смешанными абсорбентами

3. Процессы с физико-химическими и смешанными абсорбентами

3. Процессы с физико-химическими и смешанными абсорбентами

Сульфинол

Диизопропаноламин (метил-диэтаноламин) + вода + сульфолан

180

Оптизол

Амин + физический растворитель + вода

6

Флексорб

Пространственно затрудненный амин+физический растворитель+вода

30

Укарсол

Вторичный или третичный амин + физический растворитель + вода

6

4. Адсорбционные процессы

4. Адсорбционные процессы

4. Адсорбционные процессы

Гиап-10

адсорбент ГИАП-10

5. Окислительные процессы с необратимым превращением сероводорода в серу

5. Окислительные процессы с необратимым превращением сероводорода в серу

5. Окислительные процессы с необратимым превращением сероводорода в серу

Скруббер Вентури

Аммиачные комплексы цинка

10 Основные способы удаления диоксида углерода

Основные способы удаления диоксида углерода

физическая абсорбция, основанная на хорошей растворимости диоксида углерода в полярных растворителях: - вода (преимущества — доступность и дешевизна абсорбента, недостатки — невысокая поглотительная способность (8 кг CO2 на 100 кг абсорбента) и небольшая селективность); - метанол (избирательность и поглотительная способность выше - в 1 г метанола до 600 см3 диоксида углерода); хемосорбция, основанная на химическом связывании диоксида углерода при взаимодействии его с соединениями щелочного характера (щелочь, этаноламины, растворы карбона­тов); адсорбция, основанная на адсорбции диоксида углеро­да различными адсорбентами (например, цеолитами СаА); каталитическое гидрирование - для удаления небольших количеств ди­оксида и оксида углерода, кислорода.

11 Принцип хемосорбционной технологии очистки от H2S

Принцип хемосорбционной технологии очистки от H2S

При поглощении моноэтаноламином сероводорода и двуокиси углерода образуются карбонаты, бикарбонаты, сульфиды, бисульфиды по следующим реакциям: 1. 2RNH2 + H2O + CO2 ? (RNH3)2CO3 2. (RNH3)2CO3 +H2O + CO2 ? 2RNH3HCO3 3. 2RNH2 + H2S ? (RNH2)2S 4. (RNH3)2S + H2S ? 2RNH3HS 20-40 °С и повышенное Р - реакция поглощения сероводорода и двуокиси углерода идёт интенсивно; >105°С и атмосферное Р - равновесие смещается в сторону выделения сероводорода и двуокиси углерода (регенерация МЭА); Очистка сырьевого рефлюкса (Омского НПЗ) от сероорганических соединений (меркаптанов) на установке производится водным раствором едкого натра по следующей реакции: NaOH + RSH ? NaSR + H2O

12 Требования к поглотителям

Требования к поглотителям

поглотитель должен иметь низкое ДНП при температурах сорбции, чтобы потери его с очищаемым газом были минимальны; поглотитель должен обладать высокой способ­ностью поглощать кислые соединения из газа в широком интер­вале их парциальных давлений; поглотитель должен иметь невысокую вязкость, обеспечивающую хороший межфазный контакт с газом, поглотитель должен иметь малую растворяющую способность в отношении УВ; поглотитель должен обладать низкой коррозионной активностью, высокой стойкостью к окислению.

13 Принципы технологии очистки от H2S

Принципы технологии очистки от H2S

Оптимальной концентрацией является 10-20 % раствор МЭА, снижение или повышение концентрации приводит к увеличению коррозии оборудования. Рекомендуемая степень насыщения раствора МЭА по сероводороду порядка 0,35-0,4 моль/моль. При использовании диэтаноламина (ДЭА) вместо МЭА кроме сероводорода также поглощаются и меркаптаны; допустимо использование смеси (МЭА+ДЭА); Однако, МЭА по сравнению с ДЭА обладает более высокой поглотительной способностью (глубже очищает от сероводорода, требует меньшего расхода в колонну). Главный недостаток - низкая избирательность в отношении углеводородов - необходимость предвари­тельного удаления из газа тяжелых углеводородов.

14 Принцип хемосорбционной технологии очистки от H2S

Принцип хемосорбционной технологии очистки от H2S

105-130°с

20-40 °с

H2S

Очищенный газ

H2S

Мэа + (rnh3)2s

УВ газы + S-соединения

Моноэтаноламин

Нагрев

Очищенный УВ-газ уходит с верха колонны на очистку от меркаптанов

Сероводород с верха регенератора отправляется на утилизацию с получением элементарной серы

При температурах выше 100 °С протекают обратные реакции разложения сульфидов (RNH3)2S ? 2RNH2 + H2S 2RNH3HS ?(RNH3)2S + H2S Выделяется газообразный сероводород, МЭА регенерируется

УВ-газ с примесями сероводорода подается в низ экстракционной колонны, сверху колонная орошается раствором моноэтаноламина (МЭА) или другого абсорбента При температуре 20-40 °С протекают химические реакции: 2RNH2 + H2S ? (RNH3)2S (RNH3)2S + H2S ?2RNH3HS Образующиеся сульфиды растворимы в МЭА

Раствор МЭА и сульфидов с низа колонны подогревается до 85-95 °С и отправляется на регенерацию МЭА

МЭА с низа колонны-регенератора отправляется в экстрактор

15 Преимущества и недостатки абсорбционной технологии очистки от H2S

Преимущества и недостатки абсорбционной технологии очистки от H2S

Преимущества очистки с применением МЭА: - высокая поглотительная способность (глубже очищает от сероводорода, требует меньшего расхода в колонну); дешевизна; легкость регенерации; низкая растворимость УВ. Недостатки (МЭА) необратимо образование химических соединений МЭА с COS, CS2 и O2; большие потери от испарения; низкая эффективность по меркаптанам; неселективность к Н2S в присутствии СО2; вспениваемость в присутствии жидких углеводородов, инги­биторов коррозии и механических примесей.

16 Очистка газов от тиолов

Очистка газов от тиолов

Ряд процессов абсорбционной очистки (в частности, исполь­зующих МЭА) не позволяет удалить или удаляет лишь в малой степени меркаптаны (метил-, этил- и пропилмеркаптаны). Их содержание в очищенном от сероводорода газе составляет до 1000 мг/м3 газа. Для удаления меркаптанов из газа используют три типа про­цессов: Абсорбционные (10-15-%-ные щелочные растворы); адсорбционные (активные угли или цеолиты NaX) каталитические.

17 Очистка газов от тиолов

Очистка газов от тиолов

Процесс абсорбционно-каталитической демеркаптанизации «Мерокс»: Сущность процесса: в абсорбере меркаптаны поглощаются щелочным раствором, содержащим катализатор (органические соли кобальта); насыщенный меркаптанами раствор направляют на окисление кислородом воздуха в присутствии катализатора: меркаптаны превращаются в дисульфиды; дисульфиды отделяют от раствора и выводят: Достоинство каталитических методов очистки: - высокая глубина удаления сероорганических соединений (до 0,5 - 1 мг/м3); процесс может быть легко организован на установках щелочной очистки после небольшой реконструкции. Основная реакция: R-SH + NaOH = R-SNa + H2O – в экстракторе 2 R-SNа + ? O2 + H2O = R-S-S-R + 2NaOH – в реакторе окисления Раствор «Мерокс» - раствор щелочи с катализатором.

18 Используется для фракций не тяжелее керосина

Используется для фракций не тяжелее керосина

Конечное содержание меркаптанов - не более 5 мг/кг. Расход катализатора повышается в ряду: керосин – бензин – УВ-газы. Недостатки: многостадийность, применение агрессивных щелочных растворов, образование большого количества сточных вод. Преимущества: высокая эффективность – содержание меркаптанов снижается до 0,0005 % масс. (в ГК).

19 Принцип хемосорбционной технологии очистки от меркаптанов

Принцип хемосорбционной технологии очистки от меркаптанов

До 45 °С

Очищенный газ

NaOH+RSNa

УВ газы + меркаптаны

RSSR

NaOH

Воздух

Катализатор t - до 50 °С

Воздух

Дисульфиды направляются с верха отстойника на утилизацию или складирования

Очищенный УВ-газ уходит с верха колонны на фракционирование

С низа отстойника щелочь направляется на верх экстракционной колонны

В отстойнике регенерированная щелочь отделяется от дисульфидов

УВ-газ с примесями меркаптанов подается в низ экстракционной колонны, сверху колонна орошается раствором NaOH или другой щелочи При температуре до 45 °С протекает химическая реакция: RSH + NaOH ? RSNa + H2O Образующиеся меркаптиды нерастворимы в углеводородах и переходят в щелочную фазу

В реакторе окисления под действием кислорода воздуха на твердом или жидком катализаторах протекает реакция регенерации щелочи 2RSNa + 1/2 O2 + H2O ? RSSR + 2NaOH

Щелочь с растворенными меркаптидами с низа колонны уходит в реактор окисления

20 Принцип технологии очистки от меркаптанов

Принцип технологии очистки от меркаптанов

Примеры катализаторов (на основе фталоцианина кобальта): Жидкий – типа «ИВКАЗ» Твердый – типа КСМ (в виде ячеистых насадочных элементов размером 0,3х0,3х0,047 м, уложенных в виде куба (блока) размером 0,30х0,30х0,30 м, перевязанного полипропиленовым жгутом)

21 Газпромнефть-ОНПЗ

Газпромнефть-ОНПЗ

Очистка сухого газа от сернистых соединений производится путем абсорбции их водным раствором моноэтаноламина (МЭА) с последующей термической регенерацией насыщенного сероводородом водного раствора МЭА. 2) Очистка рефлюксов от сернистых соединений производится путем абсорбции (+экстракции) их водным раствором МЭА с последующей экстракцией водным раствором едкого натра (щелочи). 3) Разделение рефлюкса на отдельные фракции производится при помощи процесса ректификации. Проектная производительность установки по сырью 160 тысяч тонн в год.

22 Газпромнефть-ОНПЗ - Сырье установки АГФУ

Газпромнефть-ОНПЗ - Сырье установки АГФУ

Требования к очищенному газу по остаточной концентрации сернистых соединений различаются на много порядков. - ВСГ установок гидроочистки ДТ и БензФ - не более 5 г/м3 сероводорода; - этилен, идущий на производство оксида этилена, - не более 0,0001 мг/м3

№ П/п

Наименование сырья, материалов, реагентов, катализаторов, полуфабрикатов, готовой продукции

Показатели качества, подлежащие проверке

Норма по нормативному документу

Область применения готовой продукции

1.

Газ сухой углеводородный

1. Массовая доля углеводородов фракции С5 и выше, %, не более 2. Содержание сероводорода, % об., не более

5,0 не нормируется

Поступает для очистки от сернистых соединений

2.

2.

2.

Рефлюксы – головка стабилизации

Рефлюксы – головка стабилизации

Рефлюксы – головка стабилизации

1. Углеводородный состав: массовая доля углеводородов - фракции С2, %, не более с установки 43?103, Л?35?11/600, Л?35?11/1000, с секции 300 КПА

2,0 5,0

Поступает для очистки от сернистых соединений и разделения на отдельные фракции

Поступает для очистки от сернистых соединений и разделения на отдельные фракции

Поступает для очистки от сернистых соединений и разделения на отдельные фракции

- фракции С5 и выше, %, не более с установки 43-103 с установки АВТ-10

15,0 50,0

- фракции С6, %, не более с секции 300 КПА

5,0

3.

Газовый конденсат факела

-

-

Поступает для очистки от сернистых соединений и разделения на отдельные фракции

4.

Бензин-отгон установки Л-24

-

-

Поступает для очистки от сернистых соединений

23 Характеристика серосодержания в продуктах (согласно требованиям

Характеристика серосодержания в продуктах (согласно требованиям

технологического регламента установки)

Газ сухой углеводородный

2. Содержание сероводорода, % об., не более

0,005

0,005

0,005

0,005

Фракция пропан-пропиленовая.

2. Массовая доля сероводорода, %, не более

Марка А 0,002

Марка Б 0,002

Марка Б 0,002

Марка В 0,02

Фракция бутан-бутиленовая

2. Массовая доля сероводорода и меркаптановой серы, %, не более 3. Содержание свободной воды и щелочи

Марка А 0,015

Марка А 0,015

Марка Б 0,02

Марка Б 0,02

Фракции бензиновые вторичных процессов - компоненты товарных бензинов. (бензин газовый )

4. Массовая доля серы,%, не более

Не нормируется, но определение обязательно

Не нормируется, но определение обязательно

Не нормируется, но определение обязательно

Не нормируется, но определение обязательно

«Газохимия»
http://900igr.net/prezentacija/bez_uroka/gazokhimija-226072.html
cсылка на страницу

Без темы

23688 презентаций
Урок

Без урока

1 тема
Слайды