1.1.3. Выбор метода очистки кислых газов

Выбор процесса очистки природного газа от сернистых соединений зависит от многих факторов, основными из которых являются: состав и параметры сырьевого газа, требуемая степень очистки и область использования товарного газа, наличие и параметры энергоресурсов, отходы производства и др.

Анализ мировой практики, накопленной в области очистки природных газов, показывает, что основными процессами для обработки больших потоков газа являются абсорбционные с использованием химических и физических абсорбентов и их комбинации. Окислительные и адсорбционные процессы применяют, как правило, для очистки небольших потоков газа, либо для тонкой очистки газа.

К абсорбентам, используемым в промышленности, предъявляются следующие требования [14, 21, 27]:

- высокая поглотительная емкость (способность);

- малая упругость пара;

- термохимическая стабильность в условиях эксплуатации;

- низкая вязкость, теплопроводность, токсичность;

- устойчивость к пенообразованию;

- при необходимости селективность в поглощении тех или иных примесей;

- относительная доступность;

- высокая устойчивость к побочным реакциям с различными примесями.

Из хемосорбентов наиболее широко применяют алканоламины. Использование химических растворителей основано на химической реакции между хемосорбентом и кислыми компонентами. Максимальная поглотительная способность водных растворов химических абсорбентов ограничена стехиометрией.

Наибольшее практическое применение получили моно- и диэтаноламин. Использование ДЭА особенно целесообразно в тех случаях, когда в исходном газе наряду с Н₂S и СО₂ содержатся COS и СS₂, которые вступают в необратимую реакцию с МЭА, вызывая его значительные потери. Для селективного извлечения Н₂S в присутствии СO₂ используют третичный амин - метилдиэтаноламин.

В физических процессах извлечение кислых компонентов из газа происходит за счет физического растворения их в применяемом абсорбенте. При этом, чем выше парциальное давление компонентов, тем выше их растворимость. В отличие от этаноламинов физические абсорбенты позволяют извлечь из газа одновременно с Н₂S и СO₂ сероорганические примеси - меркаптанты, карбонилсульфид, сероуглерод, а в ряде случаев и осушить газ. Кроме того, затраты энергии на регенерацию абсорбентов значительно ниже вследствие непрочности соединений абсорбент - примесь. Поэтому на практике иногда экономичнее использовать физические абсорбенты для очистки газа, хотя они и значительно дороже этаноламинов. Ограничением их широкого применения (помимо стоимости) является повышенная растворимость углеводородных компонентов газа в абсорбенте, что усложняет технологическую схему процесса и ухудшает качество получаемых кислых газов - сырья для серы, а также невозможность получить глубокую степень очистки. Из физических абсорбентов промышленное применение для очистки газов нашли такие, как:

- метанол

- N-метилпирролидон

- алкиловые эфиры полиэтилен гликоля

- пропиленкарбонат.

В промышленности наибольшее распространение получили моно- и диалкиловые эфиры полиэтиленгликолеи (ПЭГ), имеющие фирменное название "Селексол" и "Сепасолв" (Табл. 1.1.3.1).

Таблица 1.1.3.1.

Основные процессы с использованием физических поглотителей

Процесс	Поглотитель	Фирма-разработчик (страна)	Число установок
«Ректизол»	Метанол	«Лурги» ФРГ	65
«Пуризол»	N-метилпирролидон	«Лурги» ФРГ	5
«Флюор»	Пропиленкарбонат	«Флюор» США	11
«Селексол»	Смесь диметиловых эфиров полиэтиленгликолей	«Норнтон» США	35
«Сепасолв»			4