я з їх лужністю. Діоксид вуглецю утворює з алканоламінамірізні побічні продукти. Механізм їх утворення вивчений не повністю.
Частина з них на стадіїрегенерації абсорбенту руйнується і знову виділяє алканоламін, інша частинанерегенеріруется, що є однією з причин втрат аміну. Найбільшекількість регенерується з'єднань характерно для первинних алканоламінов.
Меркаптани, будучикислотами, оборотно реагують з алканоламінамі з утвореннямводородрастворімих меркаптідов.
[Амін] + RSН <->[Амін х Н] + х RS-
де R - вуглеводневийрадикал.
Реакції передуєрозчинення меркаптанів в абсорбенти і дисоціація на іони
Н2O
РSН <-> RS-+ Н +
Кислотність меркаптанівзначно нижче, ніж Н2S і СO2, внаслідок чого останні витісняють меркаптаниз їх з'єднання з амінами. Меркаптіди - нестійкі з'єднання, легкоруйнуються при нагріванні.
На розчинністьмеркаптанів в алканоламінах значний вплив робить наявність СO2 врозчині. Рівноважна розчинність С2Н5SН в аминах при наявності СO2 в розчинів кількості 2 г/л (глибока регенерація) знижується в 2,5 - 4 рази. Ззбільшенням вмісту СO2 в розчині розчинність С2Н5SН наближається дорозчинності їх у воді. При цьому характер зміни розчинностівідповідає зміні рН розчину.
Таким чином, напромислових установках Амінова очищення газу від Н2S і СO2 не представляєтьсяможливим одночасно повністю очистити газ від меркаптанів.
Сіроокий вуглецю вводних розчинах амінів гідролізується
сos + Н2S <->СO2 + Н2S.
Утворилися Н2S і СO2реагують з амінами. Однак з огляду на те, що у вихідному газі концентрація СОS попорівнянні з Н2S і СO2 невелика, пряма реакція ніколи не доходить до кінця.Лімітуючим стадія процесу - розчинення в абсорбенти.
-->> Сіроокий вуглецю можебезпосередньо вступати в реакції з первинними та вторинними амінами зутворенням тіокарбаматов (аналогічно СO2). Сos здатна вступати також вінші реакції з амінами, механізм яких вивчений не до кінця. При цьому зпервинними амінами утворюються не регенерується продукти: вторинні і третинніаміни реагують оборотно.
При створенні в абсорбентиАміновен очищення газу зони гідролізу СОS, що складається з 6 - 10 практичнихтарілок, при температурі 60 - 80 В° С можна витягти з газу значну (до 80%) Частина сероокісі вуглецю.
Схеми процесу очищеннягазу водними розчинами амінів
Вступник на очищеннягаз проходить висхідним потоком через абсорбер назустріч потоку розчину.Насичений кислими газами розчин, що виходить з низу абсорбера, підігрівається втеплообміннику регенерувати розчином з десорбера і подається нагору його.
Після частковогоохолодження в теплообміннику регенерований розчин додатково охолоджуєтьсяводою або повітрям і подається нагору абсорбера. Тепло, необхідне длярегенерації насиченого розчину, повідомляється розчину в рібойлерах,обігрівається глухим паром низького тиску. Кислий газ з десорбера охолоджуєтьсядля конденсації більшій частині містяться в ньому водних парів. Цейконденсат-флегма безперервно повертається назад в систему, щоб запобігтизбільшення концентрації розчину аміну. Зазвичай цю флегма подають у верхдесорбера трохи вище входу насиченого розчину для конденсації пари амінуз потоку кислого газу. У схемі передбачений експанзер (виветріватель) при Рочищення> 1,6 МПа, де за рахунок зниження тиску насиченого розчинувиділяються фізично розчинені в абсорбенти вуглеводні і частковосірководень і діоксид вуглецю.
Експанзерний газ післяочищення використовується як паливного газу або компріміруется і подається впотік вихідного газу. Широке распространеіе в промисловості отримала схема зроздільними потоками подачі в абсорбер регенерованого розчину однаковоюступеня регенерації. 70-80% розчину подається в середину абсорбера, а рештукількість - на верх.
Це дозволяє знизитивитрати енергії на перекачування розчину, зменшити металоємність абсорбера(Верхня частина меншого діаметру), а також підвищити ступінь вилучення СОS (вразі його наявності в газі) за рахунок подачі середнього потоку розчину з більшвисокою температурою і здійснення реакції гідролізу СОS.
очищення газ вуглеводень гелій
У схемі амінів і очищеннягазу з високим вмістом кислих компонентів подача розчину в абсорберздійснюється двома потоками, але різною мірою регенерації. Частковорегенерований розчин з десорбера подається в середню секцію абсорбера.Глибокої регенерації піддається тільки частина розчину, яка подається наверх абсорбера для забезпечення тонкої очистки газу. Така схема дозволяє попорівнянні зі звичайною схемою до 10-15% знизити витрату пари на регенерацію розчину.
При очищенні газу звисоким вмістом кислих компонентів доцільно здійснити подвійнерозширення (вивітрювання) насиченого аміну при різному тиску. На першійступені при тиску 1,5-2 МПа з розчину виділяється основна кількістьрозчинених вуглеводнів, що забезпечує надалі низьке (<2%)зміст їх в кислому газі - це гарантує високу якість отримуваної сірки.
Цей потік експанзерногогазу або використовується після очищення від сірководню в якості паливногогазу, або компріміруется і змішується з основним потоком очищуваного (сирого)газу.
На другому ступені притиску, близькому до атмосферного, без теплової регенерації виділяється зрозчину потік кислого газу, який, після виділення з нього води іохолодження, може бути безпосередньо спрямований на встановлення одержання сірки.За рахунок цього скорочується до 10% витрата пари на регенерацію насиченихрозчинів аміну.
У схемі додаткововстановлюється насос для подачі насиченого розчину з другого виветрівателяв десорбер. При очищенні газу, що містить Н2S і СO2, в абсорбері може бутипередбачена зона поглинання і гідролізу СОS, що складається з п'яти-восьмитарілок, куди подається регенерований розчин аміну з підвищеною температурою70-80 В° С.
Вибір робочого розчину
При виборі робочогорозчину для очищення газу, окрім доступності та ціни алканоламіна,керуються такими положеннями:
1. Первинні алканоламінибільш реакційноздатні, і їх застосування переважніше. Крім того, МЕАмає низьку молекулярну масу і при однаковій концентрації в розчиніміститься більше молей аміну, ніж у інших амінів.
2. Наявність СОS в газівиключає застосування первинних алканоламінов через утворення регенеруєтьсяпобічних продуктів і великих втрат аміну. У цьому випадку кращий ДЕА.При виборі аміну необхідно також враховувати і інші продукти деградації аміну.
З. Для селективноговитягання Н2S рекомендують приміряти третинні аміни, зокрема МДЕА. Такожтретинні аміни застосовують з метою зниження експлуатаційних витрат.
Звичайні масові часткиамінів у розчині, що використовуються для очищення,%: МЕА 15-20, ДЕА 20-30, МДЕА30-50.
Теплота абсорбції кислихгазів різними амінами
Теплота абсорбції кислих газів різними амінами.
Тип аміну
Мол. вага аміну
Теплота абсорбції, КДж/кг
H2S
CO2
МЕА
61,09
1905
1920
ДЕА
105,14
1190
1510
діпа
133,19
1140
2180
МДЕА
|
