Очистка газа от сероводорода
Очистка газа от сероводорода осуществляется методами адсорбции и абсорбции.
Принципиальная схема очистки газа от H2S методом адсорбции аналогична схеме осушки газа адсорбционным методом. В качестве адсорбента используются гидрат окиси железа и активированный уголь.
1 - абсорбер;2 - выпарная колонна (десорбер); 3 - теплообменник; 4, 8 - холодильник; 5 - емкость - сепаратор; 6,7 – насосы
Очищаемый газ поступает в абсорбер 1 и поднимается вверх через систему тарелок. Навстречу газу движется концентрированный раствор абсорбецта. Роль жидкого поглотителя в данном случае выполняют водные растворы этаноламинов: моно-этаноламина, диэтаноламина и триэтаноламина.
Абсорбент вступает в химическую реакцию с сероводородом, содержащимся в газе, унося продукт реакции с собой. Очищенный газ выводится из аппарата через скрубберную секцию, в которой задерживаются капли абсорбента.
На регенерацию абсорбент подается в выпарную колонну 2 через теплообменник 3. В нижней части колонны он нагревается до температуры около 100 °С. При этом происходит разложение соединения сероводорода с абсорбентом после чего H2S, содержащий пары этаноламинов, через верх колонны поступает в холодильник 4. В емкости 5 сконденсировавшиеся пары абсорбента отделяются от сероводорода и насосом 6 закачиваются в выпарную колонну. Газ же направляется на переработку.
Горячий регенерированный абсорбент из нижней части колонны 2 насосом 7 подается для нового использования. По пути абсорбент отдает часть своего тепла в теплообменнике 3, а затем окончательноостужается в холодильнике 8.
Очистка газа от углекислого газа
1 - реактор; 2 - водоотделитель; 3,6 - насосы; 4 — экспанзер; 5 - дегазационная колонна
При высоком содержании СО2( до 12... 15 %) и незначительной концентрации сероводорода применяют очистку газа водой под давлением (рис. 7.45). Газ, содержащий СО2подается в реактор 1, заполненный железными или керамическими кольцами Рашига, которые орошаются водой под давлением. Очищенный газ проходит затем водоотделитель 2 и идет по назначению.
Вода, насыщенная углекислым газом, насосом 3 подается в экспанзер 4 для отделения СО2методом разбрызгивания. Для полного удаления СО^ вода подается в дегазационную градирню 5, откуда насосом 6 возвращается в емкость 1.
Эффект Джоуля—Томсона
Охлаждение газа при дросселировании давления называется эффектом Джоуля-Томсона. Интенсивность охлаждения характеризуется одноименным коэффициентом Д., величина которого зависит от давления и температуры газа. Например, при давлении 5,15 МПа и температуре О °С величина Д;= 3,8 град/МПа. Если дросселировать давление газа с 5,15 МПа до атмосферного, его температура вследствие проявления эффекта Джоуля-Томсона понизится примерно на 20 градусов.
При движении природного газа через сопротивление (регулирующие клапаны ГСР и ГРП, трубопроводы, фильтры и т. д.), особенно при резком падении давления, наблюдается снижение температуры газа. На газораспределительных станциях снижение температуры вызывает обмерзание трубопроводов, запорных регулирующих и измерительных устройств и приводит к образованию гидратов в трубопроводах. Это явление называют эффектом дросселирования (дроссельным процессом).
Характеристикой дроссельного процесса или коэффициентом Джоуля — Томсона называется предел отношения изменения температуры газа к изменению его давления в изоэнтальпийном процессе:
Для идеальных газов
Дросселирование большинства газов при обычных температурах и давлениях сопровождается охлаждением газа (положительный коэффициент Джоуля — Томсона). При некоторых условиях (температура и давление) дросселирование сопровождается нагреванием газа (отрицательный коэффициент Джоуля — Томсона).
Коэффициент Джоуля — Томсона при некоторых значениях давления н температуры может обращаться в нуль. Совокупность точек, в которых коэффициент Джоуля — Томсона равен нулю, называется линией инверсии.