Очистка природного газа от серосодержащих соединений

Природный газ содержит примеси серосодержащих соединений -меркаптаны (RSH), тиофен (гетероциклическое соединение C4H4S), сероуглерод (CS2), сульфиды (R2S), сероводород (H2S) и др. Кроме того, газ одорируют, добавляя обладающий сильным запахом этилмеркаптан. Это делается в целях безопасности - утечка взрывоопасного газа должна ощущаться окружающими. Содержание серы незначительно, в среднем - несколько десятков мг/м3. Но сера в любом виде отравляет катализаторы, используемые в производстве аммиака. Ее содержание не должно превышать 0,5 мг / м3.

Для очистки от малых количеств примесей эффективны сорбционные методы, но различные компоненты удаляются разными, специфичными сорбентами. Чтобы избежать многоступенчатой сорбционной сероочистки, все серосодержащие соединения сначала «приводят» в одно состояние - их гидрируют до сероводорода:

RSH + Н2 = H2S + RH

(24)

CS2 + 4Н2 = H2S + СН4

(25)

C4H4S + 4Н2 = H2S + С4Н10

(26)

Водород для гидрирования в виде азотоводородной смеси, а также со стадий конверсии метана и оксида углерода, подается через огневой подогреватель 1 в реактор гидрирования 2 (рисунок 7).

газ

1 - огневой подогреватель, 2 - реактор гидрирования, 3 - абсорберы

Рисунок 7 - Технологическая схема очистки природного газа от серы

Выходящий газ из реактора гидрирования содержит серу только в виде H2S и направляется в абсорбер 3, в котором и происходит очистка газа с помощью поглощения оксидом цинка:

ZnO + H2S = ZnS + Н2О (27)

Полная, или статическая, сероемкость промышленного поглотителя при 670 К составляет 28 % от его массы. Поглощение серы происходит послойно в абсорбере, представляющем однослойный реактор с неподвижным слоем зернистого поглотителя. Зона реакции (сорбции) занимает только часть высоты слоя, которая продвигается по слою по мере насыщения сорбента серой. Когда на выходе концентрация превышает допустимую (примерно через 2-3 месяца), поток переключают на другой абсорбер, а отработанный поглотитель заменяют свежим. Поскольку при этом не весь сорбент насыщен, то фактическая сероемкость составляет 15 - 18 %.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >