Gas alam yang dihasilkan dari ladang untuk pengiriman ke konsumen melalui pipa mengandung senyawa sulfur dalam proporsi yang berbeda. Jika tidak dihilangkan, zat agresif akan menghancurkan pipa dan membuat fitting tidak dapat digunakan. Selain itu, racun dilepaskan selama pembakaran bahan bakar biru yang tercemar.
Untuk menghindari konsekuensi negatif, dilakukan pemurnian gas amina dari hidrogen sulfida. Ini adalah cara termudah dan termurah untuk memisahkan komponen berbahaya dari bahan bakar fosil. Kami akan memberi tahu Anda bagaimana proses pemisahan inklusi belerang terjadi, bagaimana pabrik pengolahan diatur dan bekerja.
Tujuan pengolahan bahan bakar fosil
Gas adalah jenis bahan bakar yang paling populer. Ini menarik harga paling terjangkau dan menyebabkan kerusakan lingkungan paling sedikit. Keuntungan yang tak terbantahkan termasuk kesederhanaan dalam mengendalikan proses pembakaran dan kemampuan untuk mengamankan semua tahap pemrosesan bahan bakar dalam proses memperoleh energi termal.
Namun, fosil gas alam tidak diekstraksi dalam bentuk aslinya, karena bersamaan dengan ekstraksi gas dari sumur, senyawa organik terkait dipompa keluar. Yang paling umum adalah hidrogen sulfida, yang kandungannya bervariasi dari sepersepuluh hingga sepuluh atau lebih persen, tergantung pada bidangnya.
Galeri Gambar
Foto dari
Gas alam adalah bahan bakar yang paling umum.
Penggunaan gas dalam memasak
Penggunaan gas dalam pemanasan perusahaan industri
Pembakar atmosfer boiler gas
Penggunaan gas dalam proses produksi
Produksi gas teknis
Penggunaan gas sebagai bahan baku dalam industri kimia
Transportasi gas melalui gas utama
Hidrogen sulfida beracun, berbahaya bagi lingkungan, berbahaya bagi katalis yang digunakan dalam pemrosesan gas. Seperti yang telah kita ketahui, senyawa organik ini sangat agresif sehubungan dengan pipa baja dan katup logam.
Secara alami, merusak sistem pribadi dan pipa gas utama, hidrogen sulfida menyebabkan kebocoran bahan bakar biru dan situasi yang sangat negatif dan berisiko yang terkait dengan fakta ini. Untuk melindungi konsumen, senyawa tidak sehat dikeluarkan dari komposisi bahan bakar gas sebelum dikirim ke jalan raya.
Menurut standar senyawa hidrogen sulfida, gas yang diangkut melalui pipa tidak boleh melebihi 0,02 g / m³. Namun, sebenarnya ada jauh lebih banyak. Untuk mencapai nilai yang diatur oleh GOST 5542-2014, pembersihan diperlukan.
Metode yang ada untuk memisahkan hidrogen sulfida
Selain hidrogen sulfida yang berlaku terhadap kotoran lainnya, senyawa berbahaya lainnya juga dapat terkandung dalam bahan bakar biru. Anda dapat menemukannya di dalamnya karbon dioksida, merkaptan ringan dan karbon sulfida. Tapi hidrogen sulfida itu sendiri akan selalu menang.
Galeri Gambar
Foto dari
Korosi di dalam pipa gas
Hilangnya sesak pipa gas
Perlengkapan Pipa Baja Berkarat
Ledakan gas karena tekanan yang tidak stabil
Perlu dicatat bahwa beberapa kandungan senyawa sulfur yang tidak penting dalam bahan bakar gas murni dapat diterima. Angka toleransi spesifik tergantung pada tujuan pembuatan gas. Misalnya, untuk produksi etilen oksida, total kandungan sulfur harus kurang dari 0,0001 mg / m³.
Metode pembersihan dipilih, dengan fokus pada hasil yang diinginkan.
Semua metode yang ada dibagi menjadi dua kelompok:
- Sorpsi. Mereka terdiri dalam penyerapan senyawa hidrogen sulfida oleh pereaksi padat (adsorpsi) atau cairan (penyerapan) dengan pelepasan sulfur atau turunannya selanjutnya. Setelah itu, kotoran berbahaya yang dipisahkan dari komposisi gas dibuang atau didaur ulang.
- Katalis. Mereka terdiri dari oksidasi atau reduksi hidrogen sulfida dengan konversi menjadi sulfur unsur. Proses ini dilaksanakan di hadapan katalis - zat yang merangsang jalannya reaksi kimia.
Adsorpsi melibatkan pengumpulan hidrogen sulfida dengan berkonsentrasi pada permukaan padatan. Paling sering, bahan granular berdasarkan karbon aktif atau besi oksida terlibat dalam proses adsorpsi. Karakteristik permukaan spesifik butir yang besar berkontribusi pada retensi maksimum molekul sulfur.
Semua metode pemurnian bahan bakar biru dibagi menjadi sorpsi dan katalitik. Peralatan pembersih difokuskan pada prinsip operasi teknologi tertentu. Namun, ada instalasi di mana beberapa metode digabungkan, karena pembersihan kompleks dilakukan
Teknologi absorpsi dicirikan oleh pengotor gas hidrogen sulfida yang larut dalam zat cair aktif. Akibatnya, kontaminan gas masuk ke fase cair. Kemudian, komponen berbahaya yang dipilih dihilangkan dengan penguapan, jika tidak desorpsi, dengan metode ini mereka dikeluarkan dari cairan reaktif.
Terlepas dari kenyataan bahwa teknologi adsorpsi milik "proses kering" dan memungkinkan pemurnian halus bahan bakar biru, penyerapan paling sering digunakan dalam menghilangkan kontaminan dari gas alam. Pengumpulan dan penghapusan senyawa hidrogen sulfida menggunakan peredam cair lebih menguntungkan dan tepat.
Jenis adsorber yang paling populer adalah karbon aktif, digunakan dalam bentuk kapsul atau biji-bijian. Permukaan setiap elemen "menyerap" hidrogen sulfida dan inklusi organik lainnya
Metode penyerapan yang digunakan dalam pemurnian gas dibagi menjadi tiga kelompok berikut:
- Bahan kimia. Diproduksi menggunakan pelarut yang bereaksi bebas dengan polutan asam hidrogen sulfida. Etanolamin atau alkanolamina memiliki kapasitas penyerapan tertinggi di antara bahan kimia sorben.
- Fisik. Dilakukan dengan pembubaran fisik gas hidrogen sulfida dalam penyerap cairan. Selain itu, semakin tinggi tekanan parsial polutan gas, semakin cepat proses disolusi. Metanol, propilen karbonat, dll. Digunakan di sini sebagai penyerap.
- Gabungan. Dalam versi campuran dari ekstraksi hidrogen sulfida, kedua teknologi terlibat. Pekerjaan utama dilakukan oleh penyerapan, dan perawatan tersier halus dilakukan oleh adsorben.
Selama setengah abad, teknologi yang paling populer dan populer untuk pemisahan dan penghilangan hidrogen sulfida dan asam karbonat dari bahan bakar alami adalah pemurnian kimia gas menggunakan amina sorben yang digunakan dalam bentuk larutan berair.
Metode penyerapan untuk membersihkan bahan bakar alami didasarkan pada kemampuan zat padat dan cair untuk bereaksi dengan hidrogen sulfida dan kotoran organik lainnya, sehingga memisahkannya dari gas
Teknologi Amine lebih cocok untuk memproses gas dalam volume besar, karena:
- Kurangnya defisit. Reagen selalu dapat dibeli dalam volume yang diperlukan untuk pembersihan.
- Penyerapan yang Diterima. Amina dicirikan oleh kapasitas penyerapan tinggi. Dari semua zat yang digunakan, hanya mereka yang mampu menghilangkan 99,9% hidrogen sulfida dari gas.
- Karakteristik prioritas. Larutan amina berair dicirikan oleh viskositas, densitas uap, stabilitas termal dan kimia yang paling dapat diterima, kapasitas panas yang rendah. Karakteristiknya memberikan proses penyerapan yang terbaik.
- Tidak ada toksisitas bahan reaktif. Ini adalah argumen penting yang meyakinkan untuk menggunakan metode amina secara khusus.
- Selektivitas. Dibutuhkan kualitas untuk penyerapan selektif. Ini memberikan kemungkinan melakukan reaksi yang diperlukan secara berurutan dalam urutan yang diperlukan untuk hasil yang optimal.
Etanolamin yang digunakan dalam melakukan metode kimia untuk membersihkan gas dari hidrogen sulfida dan karbon dioksida termasuk monoetanolamina (MEA), dietanolamina (DEA), trietanolamina (TEA). Selain itu, zat dengan awalan mono- dan di- dihilangkan dari gas dan H2S, dan CO2. Tetapi opsi ketiga membantu menghilangkan hanya hidrogen sulfida.
Saat melakukan pembersihan selektif bahan bakar biru, methyldiethanolamines (MDEA), diglycolamines (DHA), diisopropanolamines (DIPA) digunakan. Penyerap selektif terutama digunakan di luar negeri.
Secara alami, penyerap ideal yang memenuhi semua persyaratan pembersihan sebelum dikirim ke sistem pemanas gas dan memasok peralatan lain belum ada. Setiap pelarut memiliki beberapa kelebihan bersama dengan minus. Ketika memilih zat reaktif, mereka hanya menentukan seri yang paling cocok yang diusulkan.
Prinsip pemasangan tipikal
Daya serap maksimum sehubungan dengan H2S ditandai dengan larutan monoetanolamin. Namun, reagen ini memiliki beberapa kelemahan yang signifikan. Hal ini ditandai dengan tekanan yang agak tinggi dan kemampuan untuk membuat senyawa ireversibel dengan karbon monoksida selama operasi unit pemurnian gas amina.
Negatif pertama dihilangkan dengan mencuci, akibatnya uap amina diserap sebagian. Yang kedua jarang terjadi dalam pengolahan gas lapangan.
Galeri Gambar
Foto dari
Unit penyerapan untuk ekstraksi hidrogen sulfida dari gas
Kompleks pabrik pengolahan di jalan raya
Sistem pembersihan gas canggih
Pipa Pemurnian Gas Bumi
Konsentrasi larutan berair monoetanolamina dipilih secara empiris, berdasarkan studi yang diambil untuk membersihkan gas dari bidang tertentu. Pemilihan persentase reagen mempertimbangkan kemampuannya untuk menahan efek agresif hidrogen sulfida pada komponen logam sistem.
Konten penyerap standar biasanya dalam kisaran 15 hingga 20%. Namun, sering terjadi bahwa konsentrasi ditingkatkan menjadi 30% atau dikurangi menjadi 10%, tergantung pada seberapa tinggi tingkat pemurnian seharusnya. Itu untuk tujuan apa, gas akan digunakan dalam pemanasan atau dalam produksi senyawa polimer.
Perhatikan bahwa dengan peningkatan konsentrasi senyawa amina, korosifitas hidrogen sulfida berkurang. Tetapi kita harus memperhitungkan bahwa dalam hal ini konsumsi reagen meningkat. Akibatnya, biaya gas komersial murni naik.
Unit utama dari pabrik pengolahan adalah penyerap piring atau varietas yang dipasang. Alat ini berorientasi vertikal, menyerupai tabung reaksi, peralatan dengan nozel atau pelat yang terletak di dalam. Di bagian bawahnya ada pintu masuk untuk pasokan campuran gas yang tidak diobati, di bagian atas ada jalan keluar ke scrubber.
Jika gas yang akan dimurnikan dalam instalasi berada di bawah tekanan yang cukup untuk pereaksi untuk masuk ke penukar panas dan kemudian ke kolom distilasi, proses terjadi tanpa partisipasi pompa. Jika tekanan tidak cukup untuk proses, aliran keluar distimulasi oleh teknik pemompaan
Aliran gas setelah melewati pemisah inlet dipompa ke bagian bawah absorber.Kemudian melewati pelat atau nozel yang terletak di tengah selubung, di mana kontaminan menetap. Nozel, benar-benar dibasahi dengan larutan amina, dipisahkan oleh parutan untuk distribusi reagen yang seragam.
Selanjutnya, bahan bakar biru dibersihkan dari kotoran dikirim ke scrubber. Perangkat ini dapat dihubungkan di sirkuit pemrosesan setelah penyerap atau terletak di bagian atasnya.
Solusi yang dihabiskan mengalir ke bawah dinding penyerap dan dikirim ke kolom distilasi - penari telanjang dengan boiler. Di sana, larutan dimurnikan dari kontaminan yang diserap oleh uap yang dikeluarkan oleh air mendidih untuk kembali ke instalasi.
Diregenerasi, yaitu menghilangkan senyawa hidrogen sulfida, larutan mengalir ke penukar panas. Di dalamnya, cairan didinginkan dalam proses perpindahan panas ke bagian selanjutnya dari larutan yang terkontaminasi, setelah itu dipompa ke lemari es oleh pompa untuk pendinginan lengkap dan kondensasi uap.
Larutan penyerap yang didinginkan kembali dimasukkan ke dalam absorber. Jadi pereaksi beredar melalui instalasi. Uapnya juga didinginkan dan dimurnikan dari pengotor asam, setelah itu mereka mengisi kembali pasokan pereaksi.
Paling sering, skema pemurnian gas digunakan dengan monoethanolamine dan diethanolamine. Pereaksi ini memungkinkan untuk mengekstraksi tidak hanya hidrogen sulfida, tetapi juga karbon dioksida dari komposisi bahan bakar biru
Jika perlu untuk melakukan pemindahan CO secara simultan dari gas yang diproses2 dan H2S, pembersihan dua tahap dilakukan. Ini terdiri dari penggunaan dua solusi yang berbeda dalam konsentrasi. Opsi ini lebih ekonomis daripada pembersihan satu tahap.
Pertama, bahan bakar gas dibersihkan dengan komposisi yang kuat dengan kandungan reagen 25-35%. Kemudian gas diperlakukan dengan larutan berair yang lemah, di mana zat aktifnya hanya 5-12%. Sebagai hasilnya, pembersihan kasar dan halus dilakukan dengan laju aliran minimum larutan dan penggunaan panas yang dihasilkan secara rasional.
Empat opsi perawatan alkonolamin
Alkanolamin atau alkohol amino adalah zat yang tidak hanya mengandung gugus amina, tetapi juga gugus hidroksi.
Peralatan dan teknologi untuk memurnikan gas alam dengan alkanolamin berbeda terutama dalam metode penyediaan zat penyerap. Paling sering, empat metode dasar digunakan dalam pemurnian gas menggunakan jenis amina ini.
Cara pertama. Ini menentukan aliran solusi aktif dalam aliran tunggal dari atas. Seluruh jumlah penyerap dikirim ke pelat atas instalasi. Proses pembersihan berlangsung pada suhu latar belakang tidak lebih tinggi dari 40ºС.
Metode pembersihan paling sederhana melibatkan penyediaan solusi aktif dalam satu aliran. Teknik ini digunakan jika ada sejumlah kecil pengotor dalam gas.
Teknik ini biasanya digunakan untuk kontaminasi ringan dengan senyawa hidrogen sulfida dan karbon dioksida. Efek termal total untuk produksi gas komersial dalam hal ini, sebagai suatu peraturan, adalah rendah.
Cara kedua. Opsi pembersihan ini digunakan untuk senyawa hidrogen sulfida tingkat tinggi dalam bahan bakar gas.
Solusi reaktif dalam kasus ini dimasukkan dalam dua aliran. Yang pertama, dengan volume sekitar 65-75% dari total massa, dikirim ke tengah instalasi, yang kedua dikirim dari atas.
Larutan amina mengalir ke bawah pelat dan bertemu aliran gas ke atas yang dipompa ke pelat bawah unit penyerap. Sebelum disajikan, larutan dipanaskan hingga tidak lebih dari 40 ° C, tetapi selama interaksi gas dengan amina, suhu meningkat secara signifikan.
Untuk mencegah efisiensi pembersihan agar tidak turun karena kenaikan suhu, panas berlebih dihilangkan bersama dengan larutan yang dihabiskan yang jenuh dengan hidrogen sulfida. Dan di bagian atas unit, aliran didinginkan untuk mengekstraksi komponen asam residu bersama dengan kondensat.
Metode kedua dan ketiga dari metode yang dijelaskan sebelumnya menentukan aliran larutan penyerap dalam dua aliran.Dalam kasus pertama, pereaksi disajikan pada suhu yang sama, pada pereaksi kedua - pada suhu yang berbeda
Ini adalah cara ekonomis untuk mengurangi konsumsi energi dan solusi aktif. Pemanasan tambahan tidak dilakukan pada tahap apa pun. Dalam hal esensi teknologi, ini adalah pemurnian dua tingkat, yang memberikan peluang kerugian paling kecil untuk menyiapkan gas komersial untuk pasokan ke jalan raya.
Cara ketiga. Ini mengasumsikan pasokan penyerap ke pabrik pembersih di dua aliran suhu yang berbeda. Metode ini diterapkan jika, selain hidrogen sulfida dan karbon dioksida, ada juga CS dalam gas mentah2, dan COS.
Bagian utama absorber, sekitar 70-75%, dipanaskan hingga 60-70 ° C, dan fraksi yang tersisa hanya sampai 40 ° C. Aliran diberikan ke penyerap dengan cara yang sama seperti dalam kasus yang dijelaskan di atas: dari atas dan di tengah.
Pembentukan zona dengan suhu tinggi memungkinkan untuk dengan cepat dan efisien menghilangkan kotoran organik dari massa gas di bagian bawah kolom pembersih. Di atas, karbon dioksida dan hidrogen sulfida diendapkan dengan amina pada suhu standar.
Cara keempat. Teknologi ini menentukan pasokan larutan amina dalam dua aliran dengan tingkat regenerasi yang berbeda. Artinya, satu disuplai dalam bentuk kasar, mengandung inklusi hidrogen sulfida, yang kedua tanpa itu.
Aliran pertama tidak dapat disebut sepenuhnya tercemar. Ini hanya sebagian mengandung komponen asam, karena beberapa dari mereka dihapus selama pendinginan hingga + 50º / + 60ºC di penukar panas. Aliran larutan ini diambil dari nosel bawah stripper, didinginkan dan dikirim ke bagian tengah kolom.
Dengan kandungan hidrogen sulfida dan komponen karbon yang signifikan dalam bahan bakar gas, pembersihan dilakukan oleh dua aliran larutan dengan berbagai tingkat regenerasi
Hanya bagian dari solusi yang disuntikkan ke sektor atas instalasi yang mengalami pembersihan mendalam. Suhu aliran ini biasanya tidak melebihi 50 ° C. Pembersihan halus bahan bakar gas dilakukan di sini. Skema ini mengurangi biaya setidaknya 10% dengan mengurangi konsumsi uap.
Jelas bahwa metode pembersihan dipilih berdasarkan keberadaan polutan organik dan kelayakan ekonomi. Bagaimanapun, berbagai teknologi memungkinkan Anda memilih opsi terbaik. Pada unit pengolahan gas amina yang sama, tingkat pemurnian dapat bervariasi, menghasilkan bahan bakar biru dengan karakteristik yang diperlukan untuk pengoperasian boiler gas, kompor, dan pemanas.
Video berikut akan membiasakan Anda dengan spesifik mengekstraksi hidrogen sulfida dari gas terkait yang diekstraksi dengan minyak dari sumur minyak:
Penulis video ini akan memberi tahu Anda cara menyingkirkan biogas dari hidrogen sulfida di rumah.
Pilihan metode pemurnian gas terutama berorientasi pada penyelesaian masalah tertentu. Artis memiliki dua cara: ikuti pola yang terbukti atau lebih suka sesuatu yang baru. Namun, pedoman utama harus tetap kelayakan ekonomi dengan tetap menjaga kualitas dan mendapatkan tingkat pemrosesan yang diinginkan.