Лекция 5 Борьба с пенообразованием на установках очистки газов

Одной из серьезных трудностей, встречающихся при эксплуа­тации установок очистки газов от кислых компонентов, являет­ся пенообразование, причины возникновения которого могут быть следующие:

-повышение скорости коррозии в системе; поступление на установку различных ингибиторов, исполь­зуемых при добыче газа;

-разложение аминов под воздействием высоких температур; накопление в растворе амина продуктов побочных реакций; попадание в абсорбер тяжелых углеводородов в виде ка­пель;

-наличие в газе минерализованной капельной воды на вход в абсорбер;

- ввод в систему минеральных солей с технической водой, используемой для приготовления поглотителей кислых компо­нентов.

Внешним признаком пенообразования является резкое уве­личение перепада давления в колонне.

На практике может иметь место каждый из указанных фак­торов, чаще всего воздействуют сразу несколько факторов, и выдача рекомендаций по борьбе с пенообразованием стано­вится трудной задачей. Нередко эти рекомендации сводятся к борьбе с последствиями пенообразования, а не его причиной.

Наличие в системе интенсивного пенообразования приводит к увеличению потерь абсорбента и ухудшению качества товар­ного газа. Эти факторы, а также повышенный перепад давле­ния в абсорбере могут служить подтверждением пенообразова­ния в системе.

Интенсивность пенообразования зависит также от поверх­ностного натяжения абсорбента.

Плохо смачиваемые вещества (механические примеси, про­дукты коррозии и т. д.) прилипая к поверхности пузырьков газа, препятствуют их сращиванию и вместе с ними переходя в пену способствуют ее стабилизации.

Для защиты трубопроводов сырьевого газа и промыслового технологического оборудования от коррозии и наводороживания металла на Оренбургском газохимическом комплексе применяют ингибиторы И-1-А, «Виско» и «Серво», часть которых вместе с газом поступает в абсорбер и поглощается аминовым раствором. Эксперименты показали, что эти ингибиторы вызы­вают пенообразование раствора ДЭА при их концентрации в нем 0,01% (масс.). Высота слоя пены увеличивается с повыше­нием концентрации ингибитора в растворе.

С увеличе­нием температуры кипения углеводородов их влияние на вспе­ниваемость раствора возрастает. Наибольший эффект оказы­вают парафиновые углеводороды.

На установках очистки газов от кислых компонентов борьба с пенообразованием ведется в основном по двум направле­ниям:

применение специальных реагентов для гашения пены;

очистка растворов от побочных примесей.

Большое значение придается также подбору реагентов для интенсификации добычи и борьбы с коррозией с тем, чтобы их попадание в поглотители кислых компонентов не вызывало ин­тенсивного пенообразования.

Применение пеногасителей. В качестве пеногасителей могут использоваться полиметилсилоксаны или их смеси, вещества на основе кремнеорганического полимера — «Антиадгезив АС», высокомолекулярные спирты (полиалкиленгликоль, октилфен-оксиэтанол, стеариновый спирт, олеиловый спирт и т. д.).

Из силоксановых соединений применяют ДЦ антифоам А, спластик, компаунд (США), антифрон (ГДР), Родорсил-426Р(Франция).

Из отечественных антивспенивателей можно указать эмуль­сии ВНИПИГАЗ-1, КЭ-10-12, КЭ-10-21, И-1-А. Они нетоксичны, взрывобезопасны, негорючи, их активные вещества имеют тем­пературу кипения более 300 °С.

Полисилоксаны (iRe₂SiO)_n представляют собой бесцветные маслянистые жидкости с различной молекулярной массой и вязкостью. Силоксановые жидкости имеют высокую термиче­скую стабильность. Их пеногасящая способность проявляется в кислой, щелочной и нейтральных средах при самых незначи­тельных массовых долях (0,0001—0,001%).

На основе полиметилсилоксанов (ПМС) приготавливают эмульсии КЭ-10-12 и КЭ-10-21. Эмульсии КЭ-10-12 и КЭ-10-21 очень близки между собой и различаются лишь тем, что КЭ-10-12— водоэмульсионная композиция на основе полиметилсилоксановой жидкости ПМС-200А, а КЭ-10-21 — на основе ПМС-1000А. Обе содержат 30% полиметилсилоксана и несколько процентов продукта ОС-2.

Пеногасители снижают прочность поверхности пленок, раз­деляющих газовые пузырьки и жидкую фазу. Противопенные свойства пеногасителей проявляются только при концентра­циях, превышающих пределы их растворимости в пленке.

На установках сероочистки для пеногасителей устанавли­ваются специальная емкость и дозировочные насосы. По мере необходимости с помощью дозировочных насосов пеногаситель - нагнетается в поток регенерированного раствора перед входом в абсорбер. За счет подачи пеногасителя в трубопровод обес­печивается его равномерное распределение в абсорбенте.

Для оценки антивспенивающей способности эмульсий были проведены исследования в лабораторных условиях, на опытной и промышленной установках.

Лабораторные исследования проводили в стеклянном аб­сорбере емкостью 500 мл с впаянной на расстоянии 20 мм от дна стеклянной пористой пластинкой (тарелкой). Газовой фазой служил воздух, предварительно очищенный и осушенный в колонне с ангидридом. Воздух подавался под тарелку, где кон­тактировал с исследуемым раствором, а затем отводился из системы. Расход воздуха замеряли ротаметром.

В качестве рабочей жидкости были исследованы 10- и 25% -ые водные растворы МЭА и ДЭА. Для приготовления рабочих растворов использовали МЭА по МРТУ 6-02-471—68, ДЭА по МРТУ 6-02-196—68.

Эффективность антивспенивателей определялась высотой газожидкостного слоя, образующегося из постоянного началь­ного объема раствора в абсорбере в результате барботирования через него воздуха до и после ввода эмульсии: Концентра­ция-антивспенивателей составляла 0,005—0,01% (масс.).