파이프 라인을 통해 소비자에게 전달하기 위해 현장에서 생산 된 천연 가스에는 다양한 비율의 황 화합물이 포함되어 있습니다. 이들이 제거되지 않으면 공격적인 물질이 파이프 라인을 파괴하고 피팅을 사용할 수 없게됩니다. 또한, 오염 된 청색 연료의 연소 중에 독소가 방출된다.
부정적인 결과를 피하기 위해, 황화수소로부터 아민 가스 정제가 수행된다. 이것은 유해 성분을 화석 연료와 분리하는 가장 쉽고 저렴한 방법입니다. 우리는 황 함유 물의 분리 과정이 어떻게 진행되는지, 처리 공장이 어떻게 배열되고 작동하는지 알려줄 것입니다.
화석 연료 처리의 목적
가스는 가장 보편적 인 연료 유형입니다. 가장 저렴한 가격을 끌어 들여 환경에 미치는 피해를 최소화합니다. 논쟁의 여지가없는 이점은 연소 과정을 제어하는 단순성과 열 에너지를 얻는 과정에서 연료 처리의 모든 단계를 확보하는 능력을 포함합니다.
그러나 천연 가스 화석은 순수한 형태로 추출되지 않습니다. 웰로부터 가스의 추출과 동시에, 관련된 유기 화합물이 펌핑된다. 이들 중 가장 흔한 것은 황화수소이며, 그 함량은 분야에 따라 10 분의 10에서 10 % 또는 그 이상으로 변한다.
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천연 가스가 가장 일반적인 연료입니다.
요리에 가스 사용
산업 기업의 난방에 가스 사용
가스 보일러의 대기 버너
생산 공정에서 가스 사용
기술 가스 생산
화학 산업에서 가스를 원료로 사용
가스를 통한 가스 운송 메인
황화수소는 유독성이며 환경에 유해하며 가스 처리에 사용되는 촉매에 유해합니다. 이미 언급했듯이이 유기 화합물은 강관 및 금속 밸브와 관련하여 매우 공격적입니다.
당연히 개인 시스템과 주요 가스 파이프 라인을 부식시키는 황화수소는 파란 연료의 누출 과이 사실과 관련된 매우 부정적이며 위험한 상황을 초래합니다. 소비자를 보호하기 위해, 건강에 해로운 화합물은 가스 연료의 조성에서 고속도로로 전달되기 전에 제거됩니다.
황화수소 화합물의 표준에 따르면 파이프를 통해 운반되는 가스는 0.02 g / m³를 초과 할 수 없습니다. 그러나 실제로 훨씬 더 있습니다. GOST 5542-2014에서 규정 한 가치를 달성하려면 청소가 필요합니다.
황화수소 분리를위한 기존 방법
다른 불순물에 대해 우세한 황화수소 외에, 다른 유해한 화합물도 청색 연료에 함유 될 수 있습니다. 이산화탄소, 가벼운 머 캅탄 및 황화 탄소를 찾을 수 있습니다. 그러나 황화수소 자체가 항상 우선합니다.
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가스관 내부의 부식
가스 파이프 라인의 견고성 손실
꼼짝없이 강관 이음쇠
불안정한 압력으로 인한 가스 폭발
정제 된 기체 연료에서 황 화합물의 미미한 함량이 허용된다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 특정 공차 수치는 가스 생산 목적에 따라 다릅니다. 예를 들어, 에틸렌 옥사이드 생산의 경우 총 황 함량은 0.0001 mg / m³ 미만이어야합니다.
원하는 결과에 중점을 둔 청소 방법이 선택됩니다.
기존의 모든 방법은 두 그룹으로 나뉩니다.
- Sorption. 이들은 황 또는 이의 유도체의 후속 방출과 함께 고체 (흡착) 또는 액체 (흡수) 시약에 의한 황화수소 화합물의 흡수로 구성된다. 그 후, 가스로부터 추출 된 유해한 불순물은 폐기 또는 재활용된다.
- 촉매. 그것들은 원소 황으로 전환되는 황화수소의 산화 또는 환원으로 구성됩니다. 이 과정은 촉매 반응-화학 반응 과정을 자극하는 물질의 존재하에 구현됩니다.
흡착은 황화수소를 고체의 표면에 집중 시켜서 수집합니다. 대부분의 경우 활성탄 또는 산화철을 기본으로 한 입상 물질이 흡착 공정에 관여합니다. 곡물의 큰 비 표면 특성은 황 분자의 최대 보유에 기여합니다.
청색 연료의 모든 정제 방법은 수착과 촉매로 구분됩니다. 청소 장비는 특정 기술의 작동 원리에 중점을 둡니다. 그러나 복잡한 청소가 수행되어 여러 가지 방법이 결합 된 설치가 있습니다.
흡수 기술은 기체 황화수소 불순물이 활성 액체 물질에 용해되는 것을 특징으로한다. 결과적으로, 기체 오염물은 액상으로 들어갑니다. 이어서, 선택된 유해 성분은 증발에 의해 제거되고, 그렇지 않으면 탈착에 의해이 방법에 의해 반응성 액체로부터 제거된다.
흡착 기술이 "건식 공정"에 속하고 청색 연료의 미세 정제가 가능하다는 사실에도 불구하고 흡수는 천연 가스에서 오염 물질을 제거하는 데 가장 많이 사용됩니다. 액체 흡수제를 사용하여 황화수소 화합물의 수집 및 제거가보다 유리하고 적합하다.
가장 인기있는 흡착제 유형은 캡슐 또는 곡물 형태로 사용되는 활성탄입니다. 각 원소의 표면은 황화수소 및 기타 유기 개재물을 "흡수"합니다.
가스 정화에 사용되는 흡수 방법은 다음 세 그룹으로 나뉩니다.
- 화학 물질. 황화수소 산성 오염 물질과 자유롭게 반응하는 용매를 사용하여 생산. 에탄올 아민 또는 알칸 올 아민은 화학 흡착제 중에서 가장 높은 흡수 용량을 갖는다.
- 물리적 인. 액체 황화수소에 기체 황화수소를 물리적으로 용해시켜 수행합니다. 또한, 가스 오염 물질의 분압이 높을수록 용해 과정이 더 빠르다. 여기서는 흡수제로서 메탄올, 프로필렌 카보네이트 등이 사용된다.
- 결합. 황화수소 추출의 혼합 버전에는 두 가지 기술이 모두 포함됩니다. 주요 작업은 흡수에 의해 수행되고 미세 3 차 처리는 흡착제에 의해 수행됩니다.
반세기 동안, 천연 연료로부터 황화수소 및 탄산의 추출 및 제거를위한 가장 대중적이고 대중적인 기술은 수용액 형태로 사용되는 아민 흡수제를 사용하여 가스를 화학적으로 정제하는 것이었다.
천연 연료를 청소하기위한 흡착 방법은 고체 및 액체 물질이 황화수소 및 기타 유기 불순물과 반응하여이를 가스에서 분리하는 능력에 기초합니다.
아민 기술은 다음과 같은 이유로 많은 양의 가스를 처리하는 데 더 적합합니다.
- 적자 부족. 세척에 필요한 양으로 시약을 항상 구입할 수 있습니다.
- 허용되는 흡수. 아민은 높은 흡수 용량이 특징입니다. 사용 된 모든 물질 중에서 가스에서만 황화수소 99.9 %를 제거 할 수 있습니다.
- 우선 순위 특성. 수성 아민 용액은 가장 허용 가능한 점도, 증기 밀도, 열적 및 화학적 안정성, 낮은 열 용량을 특징으로한다. 그들의 특성은 최고의 흡수 과정을 제공합니다.
- 반응성 물질의 독성이 없습니다. 이것은 특히 아 민법에 의지하여 설득력있는 중요한 주장이다.
- 선택성. 선택적 흡수에 필요한 품질. 최적의 결과를 위해 필요한 순서대로 필요한 반응을 순차적으로 수행 할 수 있습니다.
황화수소 및 이산화탄소로부터 가스를 세정하기위한 화학적 방법을 수행하는데 사용되는 에탄올 아민은 모노 에탄올 아민 (MEA), 디 에탄올 아민 (DEA), 트리에탄올 아민 (TEA)을 포함한다. 또한, 접두사 모노 및 디가있는 물질은 가스 및 H에서 제거2S와 CO2. 그러나 세 번째 옵션은 황화수소 만 제거하는 데 도움이됩니다.
청색 연료의 선택적 세정을 수행 할 때, 메틸 디 에탄올 아민 (MDEA), 디 글리콜 아민 (DHA), 디 이소프로판올 아민 (DIPA)이 사용된다. 선택적 흡수제는 주로 해외에서 사용됩니다.
당연히 가스 가열 시스템으로 전달되고 다른 장비를 공급하기 전에 모든 세척 요구 사항을 충족시키는 이상적인 흡수제는 아직 존재하지 않습니다. 각 솔벤트에는 마이너스와 함께 몇 가지 장점이 있습니다. 반응성 물질을 선택할 때, 그들은 제안 된 시리즈 중 가장 적합한 것을 결정합니다.
일반적인 설치 원리
H에 대한 최대 흡수성2S는 모노 에탄올 아민 용액을 특징으로한다. 그러나이 시약에는 몇 가지 중요한 단점이 있습니다. 그것은 아민 가스 정화 장치의 작동 중에 다소 고압이며 일산화탄소로 비가 역적 화합물을 생성하는 능력이 특징입니다.
제 1 네거티브는 세척에 의해 제거되며, 그 결과 아민 증기가 부분적으로 흡수된다. 두 번째는 필드 가스 처리에서 드물다.
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가스로부터 황화수소를 추출하기위한 흡수 장치
고속도로의 처리 공장 단지
고급 가스 세정 시스템
천연 가스 정화 파이프 라인
모노 에탄올 아민의 수용액의 농도는 실험적으로 선택되며, 수행 된 연구에 기초하여 특정 분야로부터 기체를 정제하기 위해 취해진 다. 시약 비율의 선택은 시스템의 금속 성분에 대한 황화수소의 공격적인 영향을 견딜 수있는 능력을 고려합니다.
표준 흡수제 함량은 일반적으로 15 내지 20 %의 범위이다. 그러나 정제도가 얼마나 높아야하는지에 따라 농도가 30 %로 증가하거나 10 %로 감소하는 경우가 종종 있습니다. 그. 어떤 목적으로, 가스는 중합체 화합물의 가열 또는 제조에 사용될 것이다.
아민 화합물의 농도가 증가함에 따라 황화수소의 부식성이 감소한다는 점에 유의하십시오. 그러나이 경우 시약 소비가 증가한다는 점을 고려해야합니다. 결과적으로 정제 된 상업용 가스 비용이 상승합니다.
처리 공장의 주요 단위는 플레이트의 흡수체 또는 장착 된 다양성입니다. 이것은 수직 방향이며 외부에 테스트 튜브, 내부에 노즐 또는 플레이트가있는 장치와 유사합니다. 하부에는 처리되지 않은 가스 혼합물의 공급을위한 입구가 있고, 상부에는 세정기의 출구가있다.
설비에서 정화 될 가스가 시약이 열 교환기 및 증류 컬럼으로 통과하기에 충분한 압력을받는 경우, 프로세스는 펌프의 참여없이 발생합니다. 공정에 압력이 충분하지 않으면 펌핑 기술로 유출이 자극됩니다.
입구 분리기를 통과 한 후의 가스 흐름은 흡수기의 하부로 펌핑된다.그런 다음 케이스 중간에 위치한 플레이트 또는 노즐을 통과하여 오염 물질이 침전됩니다. 아민 용액으로 완전히 적신 노즐은 시약의 균일 한 분포를 위해 격자에 의해 분리됩니다.
또한, 불순물로 세정 된 청색 연료는 세정기로 보내진다. 이 장치는 흡수기 이후의 처리 회로에 연결되거나 상부에 위치 할 수 있습니다.
사용 된 용액은 흡수기의 벽으로 흐르고 보일러가있는 스트리퍼 인 증류 칼럼으로 보내집니다. 거기서, 용액은 끓는 물에 의해 방출 된 증기에 의해 흡수 된 오염물로부터 정제되어 시설로 되돌아 간다.
재생성, 즉 황화수소 화합물을 제거하면, 용액은 열교환기로 유입된다. 그것에서 액체는 오염 된 용액의 다음 부분으로 열을 전달하는 과정에서 냉각 된 후 증기의 완전한 냉각 및 응축을 위해 펌프에 의해 냉장고로 펌핑됩니다.
냉각 된 흡수 용액은 다시 흡수기에 공급된다. 따라서 시약이 설비를 순환합니다. 증기는 산성 불순물로부터 냉각 및 정제 된 후 시약 공급을 보충합니다.
대부분의 경우 가스 정화 체계는 모노 에탄올 아민 및 디 에탄올 아민과 함께 사용됩니다. 이 시약을 사용하면 황화수소뿐만 아니라 청색 연료 성분에서 이산화탄소를 추출 할 수 있습니다
처리 된 가스에서 CO를 동시에 제거해야하는 경우2 그리고 H2S, 2 단계 청소가 수행됩니다. 농도가 다른 두 가지 용액을 사용합니다. 이 옵션은 단일 단계 청소보다 경제적입니다.
먼저, 기체 연료는 시약 함량이 25-35 % 인 강한 조성물로 세정된다. 그런 다음 가스는 약한 수용액으로 처리되며 활성 물질은 5-12 %에 불과합니다. 결과적으로, 용액의 최소 유속 및 발생 된 열의 합리적인 사용으로 대략적이고 정밀한 세척이 수행됩니다.
4 가지 알코 놀아 민 치료 옵션
알칸 올 아민 또는 아미노 알코올은 아민 기뿐만 아니라 히드록시기를 함유하는 물질이다.
알칸 올 아민으로 천연 가스를 정제하기위한 장치 및 기술은 주로 흡수성 물질을 공급하는 방법에서 상이하다. 이 유형의 아민을 사용하는 가스 정화에는 4 가지 기본 방법이 사용되는 경우가 가장 많습니다.
첫 번째 방법. 위에서부터 단일 스트림으로 활성 용액의 흐름을 결정합니다. 전체 양의 흡수제가 설비의 상부 플레이트로 보내집니다. 청소 과정은 40ºС 이하의 온도 배경에서 이루어집니다.
가장 간단한 청소 방법은 활성 용액을 단일 스트림으로 공급하는 것입니다. 이 기술은 가스에 소량의 불순물이있는 경우에 사용됩니다.
이 기술은 일반적으로 황화수소 화합물 및 이산화탄소에 대한 경미한 오염에 사용됩니다. 이 경우 상용 가스 생산에 대한 총 열 효과는 일반적으로 낮습니다.
두 번째 방법. 이 세정 옵션은 기체 연료에서 높은 수준의 황화수소 화합물에 사용됩니다.
이 경우의 반응 용액은 2 개의 스트림으로 공급된다. 전체 질량의 약 65-75 %의 부피를 가진 첫 번째는 설비 중간으로 보내지고 두 번째는 위에서 전달됩니다.
아민 용액은 플레이트 아래로 흐르고 흡수 유닛의 바닥 플레이트로 펌핑되는 상향 가스 스트림을 만난다. 서빙하기 전에 용액을 40 ° C 이하로 가열하지만 가스와 아민과 상호 작용하는 동안 온도가 크게 상승합니다.
온도 상승으로 인한 세정 효율의 저하를 방지하기 위해, 황화수소로 포화 된 폐액과 함께 과도한 열이 제거된다. 그리고 장치의 상단에서 스트림은 냉각되어 응축 물과 함께 잔류 산성 성분을 추출합니다.
기술 된 방법 중 두 번째 및 세 번째는 흡수 용액의 흐름을 2 개의 스트림으로 미리 결정한다.첫 번째 경우, 시약은 동일한 온도에서 두 번째 경우-다른 온도에서 제공됩니다
이는 에너지 및 활성 솔루션의 소비를 줄이는 경제적 인 방법입니다. 어떤 단계에서도 추가 가열이 수행되지 않습니다. 기술 측면에서 볼 때, 이는 2 단계 정화로 고속도로에 공급할 상용 가스를 준비 할 수있는 손실을 최소화합니다.
세번째 방법. 그것은 서로 다른 온도의 두 개 스트림에서 클리닝 플랜트에 흡수기를 공급한다고 가정합니다. 이 방법은 황화수소 및 이산화탄소 외에도 원료 가스에 CS가있는 경우에 적용됩니다2및 COS.
흡수체의 주요 부분 인 약 70-75 %는 60-70 ° C로 가열되고 나머지 부분은 40 ° C까지만 가열됩니다. 위에서 설명한 경우와 동일한 방식으로 위와 중간에서 흐름이 흡수기에 공급됩니다.
고온 영역의 형성은 세정 칼럼의 바닥에있는 가스 덩어리로부터 유기 불순물을 빠르고 효율적으로 제거하는 것을 가능하게한다. 정상에서, 이산화탄소 및 황화수소는 표준 온도의 아민으로 침전된다.
네번째 방법. 이 기술은 재생도가 다른 두 개의 스트림에서 아민 수용액의 공급을 결정합니다. 즉, 하나는 황화수소 내포물을 함유 한 미정 제 형태로 공급되며, 두 번째는 이들을 포함하지 않는다.
첫 번째 스트림은 완전히 오염되었다고 할 수 없습니다. 열 교환기에서 + 50º / + 60ºC로 냉각하는 동안 일부가 제거되기 때문에 산성 성분 만 부분적으로 포함합니다. 이 용액 스트림은 스트리퍼의 하부 노즐로부터 취해지고 냉각되어 컬럼의 중간 부분으로 보내진다.
가스 연료에 상당량의 황화수소와 탄소 성분이 함유되어있어, 재생 정도가 다른 두 가지 용액 스트림에서 세정이 수행됩니다.
설비의 상부에 주입 된 용액의 일부만 정밀 세척됩니다. 이 스트림의 온도는 일반적으로 50 ° C를 초과하지 않습니다. 가스 연료의 정밀한 청소가 여기에서 수행됩니다. 이 체계는 증기 소비를 줄임으로써 10 % 이상 비용을 절감합니다.
유기 오염 물질의 존재와 경제적 타당성에 기초하여 세정 방법이 선택되는 것이 명백하다. 어쨌든 다양한 기술을 통해 최상의 옵션을 선택할 수 있습니다. 동일한 아민 가스 처리 장치에서 가스 보일러, 스토브 및 히터의 작동에 필요한 특성을 가진 청색 연료를 생성하여 정화 정도를 변경할 수 있습니다.
다음 비디오는 유정에서 오일로 추출 된 관련 가스에서 황화수소를 추출하는 방법에 대해 설명합니다.
이 비디오의 저자는 집에서 황화수소에서 바이오 가스를 제거하는 방법을 알려줍니다.
가스 정화 방법의 선택은 주로 특정 문제를 해결하기위한 것입니다. 작가는 두 가지 방법이 있습니다. 입증 된 패턴을 따르거나 새로운 것을 선호합니다. 그러나 품질을 유지하면서 원하는 수준의 가공을 얻는 동안 주요 지침은 여전히 경제적 타당성이어야합니다.