Очистка природного газа от со2

Очистка от СО2

Как правило, в природном газе присутствует CO2 (углекислый газ). Чтобы транспортировать газ по трубопроводам или каким либо образом использовать его, метан нужно очистить от таких примесей как CO2, H2O и H2S. Мембранная Система GENERON® работает на основе собственной простой запатентованной технологии «Мембранная Технология GENERON».

Мембранная Технология Generon IGS является альтернативой системам аминовой очистки, которые широко распространены, но в то же время сложны, требуют больших капиталовложений и затрат на установку и монтаж, дроги в использовании и обслуживании, имеют относительно высокую топливную стоимость и оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

• Никаких движущихся частей, могут работать автоматически на далеких расстояниях без участия человека.
• Эффективная компоновка минимизирует занимаемую площадь и вес (идеальна для морских платформ)
• Оптимизированная конструкция позволяет выделять углеводороды в максимальном объеме.
• Понижает содержание CO2 до регламентируемых параметров.
• Простота монтажа: установленная на раме система может быть смонтирована на месте эксплуатации в течении нескольких часов.

В типовой мембранной системе GENERON® из поступающего газа отфильтровываются CO2, H2S, и жидкий конденсат. Перед входом в мембранные модули GENERON®, газ предварительно подогревается до необходимых температур. Газообразный CO2 проходит через стенки мембран в первую очередь. Оставшийся под давлением высококалорийный продуктовый газ двигается на выход. В это время через мембрану просачиваются более «быстрые» газы, такие как CO2, H2O, H2S, которые поступают на сброс.

Источник

4.11. Очистка природного газа от сернистых соединений и углекислого газа

В составе природных газов многих месторождений содер­жатся сернистые компоненты и углекислый газ, так называ­емые кислые газы. Сернистые соединения отравляют катали­заторы в процессах переработки газа, при сгорании образу­ют SO₂ и SO₃, высокое содержание которых в воздухе опасно для человека и окружающей среды. Сероводород H₂S и угле­кислый газ СО₂ в присутствии воды вызывает коррозию сталь­ных труб, оборудования трубопроводов, компрессорных ма­шин и т. д. Их присутствие ускоряет гидратообразование. Требования к газу, поставляемому потребителю, по содержа­нию сернистых компонентов постоянно возрастают. В насто­ящее время допускается содержание H₂S в природном газе не более 5,7 мг/м 3 , общей серы не более 50 мг/м 3 , углекисло­го газа СО₂ до 2 %. Сернистые компоненты природного газа и в первую очередь H₂S служат отличным сырьем для произ­водства серы. Из сероводорода природного газа получается наиболее чистая и дешевая сера. Степень чистоты так назы­ваемой газовой серы составляет 99,9 %. Современные про­цессы очистки природного газа связаны с производством серы и обеспечением чистоты воздушного бассейна.

Традиционные схемы очистки больших объемов газа вклю­чают процессы:

1) извлечения кислых компонентов, т. е. производство очи­щенного газа;

2) переработку кислых газов в серу;

3) очистку или сжигание отходящих газов;

Для извлечения кислых компонентов из природного газа применяют главным образом абсорбционные регенеративные процессы. Кислые компоненты из газа извлекают в процессе химической или физической абсорбции. Затем при регенерации насыщенного абсорбента получают поток кислого газа, направляемый на установку производства серы.

В процессах химической абсорбции применяют водные ра­створы поглотителей, которые вступают в обратимую реакцию с кислыми компонентами природного газа. В качестве хими­ческих поглотителей используют моноэтаноламин, диэтаноламин, дигликольамин, растворы солей щелочных металлов, ра­створы солей аминокислот и др. Схема процесса, типичного для химической абсорбции, приведена на рис. 4.23 [38].

Часто применяют моноэтанолоаминовый процесс, характе­ризующийся высокой реакционной способностью поглотите­ля, его хорошей химической устойчивостью и небольшими капитальными вложениями. Реакцию взаимодействия моноэтанолоамина с сероводородом и углекислым газом можно представить следующими уравнениями:

Рис. 4.23. Схема установки для очистки природного газа методом химичес­кой абсорбции:

1 — входной сепаратор; 2 — абсорбер; 3 — гидравлическая турбина; 4 — насос; 5 — выветриватель;

6 — промежуточная емкость; 7 — теплообмен­ник; 8 — фильтр; 9 — десорбер; 10 — воздушный холодильник;

11 — сепаратор рефлюкса; / — сырой газ; II — очищенный газ; III — насыщен­ный абсорбент;

IV — регенерированный абсорбент; V — газ выветривания; VI — кислый газ

Рис. 4.24. Схема установки осушки газа методом физической абсорбции:

1 — абсорбент; 2 — детандер; 3 — холодильник; 4, 5 и 6 — первая, вторая и третья ступени выветривания соответственно; 7 — выпарная колонна; 8 — воздуходувка; 9 — насос; 10 — теплообменик; / — исходный газ; II — насыщенный абсорбент; III — груборегенерированный абсорбент; IV — тонкорегенерированный абсорбент; V — очищенный газ; VI — рецикловый газ; VII — газ выветривания среднего давления; VIII — кислый газ; IX — воздух или инертный газ

Во избежание коррозии оборудования концентрация моноэтаноламина в растворе с водой не превышает 15 — 20 %.

При физической абсорбции кислых газов из потоков при­родного газа используются органические растворители: мета­нол, пропиленкарбонат, диметиловый эфир полиэтиленгликоля и др. Процессы физической абсорбции характеризуются высокой степенью насыщения абсорбента кислыми газами и соответственно низкими скоростями циркуляции поглотите­ля, низкими энергозатратами, небольшими габаритами и про­стотой оборудования.

Схема, типичная для процесса физической абсорбции, приведена на рис. 4.24. Выбор растворителя основан на со­ставе, температуре и давлении исходного газа, с учетом мето­да последующей его обработки и требований к качеству очи­щенного газа.

Вторая операция при очистке природного газа — получе­ние серы из сернистых соединений. При обработке больших потоков природного газа чаще всего используются различные модификации процесса Клауса, основанного на каталитичес­кой реакции кислорода воздуха с сероводородом, поступаю­щим из регенерационной колонны абсорбционных процес­сов, при повышенной температуре. Реакция Клауса протекает в две стадии по уравнениям

Рис. 4.25. Схема установки Клауса с однопоточным процессом:

1 — горелка и реакционная камера; 2 — котел-утилизатор; 3, 5,7 — конден­саторы; 4, 6 — первый и второй каталитические конверторы соответственно; / — кислый газ; II — воздух; III, VIII — пар (высокое давление); IV — обводная линия горячего газа; V, VII — пар (низкое давление); VI — сера; IX — «хвостовой газ»

Для увеличения выхода серы процесс проводится в соот­ветствии с двумя стадиями реакции. Сначала в печи Клауса при высокой температуре сжигается часть сероводорода с получением оксида серы. В результате очень высокой темпе­ратуры и некаталитического сжигания сероводорода с возду­хом получается непосредственно сера с выходом около 60 %. После высокотемпературного сжигания и утилизации тепло­ты продуктов сгорания устанавливаются один или несколько каталитических конвертеров Клауса (рис. 4.25), где оставший­ся сероводород взаимодействует с кислородом. Снижение температуры каталитической реакции способствует повыше­нию выхода серы. При очистке отходящих с установок Кла­уса газов возможны два варианта. В одном случае газы, отходящие с установок Клауса, подаются непосредственно в установку доочистки, в другом — они предварительно сжига­ются до превращения всех сернистых соединений в SO₂ и только после этого поступают на установку доочистки.

Источник

ОБОРУДОВАНИЕ ПОДГОТОВКИ, ОСУШКИ И ОЧИСТКИ ГАЗОВ

Метод PSA (pressure swing adsorption, по-русски КБА – короткоцикловая безнагревная адсорбция) – технология, используемая для выделения целевых компонентов газа из смеси газов под давлением с учетом молекулярных характеристик и схожести газов с адсорбирующими материалами. Как правило, чем выше давление, тем выше способность газа к адсорбции. При снижении давления способность газа к адсорбции снижается и происходит регенерация абсорбента.

Главная отличительная особенность этого метода в том, что циклы адсорбции и десорбции проводятся при одной и той же температуре, устраняются стадии нагрева и охлаждения адсорбера, требующие больших затрат времени и энергии. Простейший цикл многоцикловой работы адсорбера в режиме КБА состоит из нескольких стадий:

1) селективной адсорбции при парциальном давлении адсорбирующихся компонентов при адсорбции Ра на выходе в слой;

2) снижение давления десорбции до Рд;

3) регенерации адсорбента (десорбции поглощенных компонентов) при давлении десорбции Рд < Ра.

• Сжижение природного газа
• Предварительная подготовка природного газа
• Глубокая осушка-дегидратация природного газа
• Осушка-дегидратация синтез-газа
• Осушка-дегидратация угольного метана
• Извлечение ШФЛУ
• Осушка-дегидратация водорода (H₂)
• Осушка-дегидратация хлористого водорода (HCl)

TSA–адсорбция является технологией, используемой для разделения некоторых видов газов из смеси газов при температуре, соответствующей условиям равновесной адсорбции. Как правило, чем ниже температура, тем выше адсорбируемость газа; при повышении температуры, газ десорбирует или регенерирует.

Технологии десульфуризации газов. О чистка газов от сероводорода (H₂S) и двуокиси углерода (CO₂) с использованием раствора МДЭА.

• Очистка природного газа от сероводорода (H₂S)
• Селективное извлечение сероводорода (H₂S) из природного газа
• Объемное извлечение двуокиси углерода (CO₂) из природного газа
• Глубокое извлечение двуокиси углерода (CO₂) из природного газа
• Удаление сероводорода (H₂S) и двуокиси углерода (CO₂) из синтез-газа
• Удаление двуокиси углерода (CO₂) из водяного газа
• Удаление сероводорода (H₂S) и двуокиси углерода (CO₂) из коксовых газов
• Удаление сероводорода (H₂S) и двуокиси углерода (CO₂) из сланцевых газов
• Удаление сероводорода (H₂S) и двуокиси углерода (CO₂) из факельных газов

• Основной принцип метода: Раствор амина селективно поглощает H2S, тем самым обеспечивает тонкую очистку газов от сероводорода и СО2 при высоком давлении и низкой температуре. Растворимость углеводородов в этих абсорбентах невелика. Технологическое и аппаратурное оформление процессов отличаются простотой и надежностью. Применяется МДЭА (метилдиэтаноламин). Технология также включает в себя этап регенерации Аминов. Органические соединения серы извлекаются путем добавления Сульфолана. Также возможно применение других растворителей. Для сохранения балансов температур растворов Амина используется теплообменник перекрестных потоков, что снижает общее энергопотребление комплекса Десульфуризации.
• Область применения по сырью: природный газ, попутный нефтяной газ, газ получаемый в процессе нефтепереработки, коксовый газ.
• Результат применения: содержание сероводородных и сернистых соединений в газе в диапазоне 1-10 мг/нм3.
• Преимущества применения метода: Применим на производствах любого масштаба, высокая тонкость очистки, низкие энергозатраты, полное отсутствие отходов в жидком агрегированном состоянии, высокий уровень абсорбции H2S, применим для производства серы высокого качества 99,98%.

Источник