Способы очистки и осушки газов Абсорбционный метод. Основы процесса

Абсорбция жидкостями применяется в промышленности для извлечения из газов диоксида серы, сероводорода и других сернистых соединений, оксидов азота, паров кислот (НСI, HF, H₂SO₄), диоксида и оксида углерода, разнообразных органических соединений (фенол, формальдегид, летучие растворители).

Абсорбционный метод реализует процессы, происходящие между молекулами газов и жидкостей. Если отсутствует взаимодействие между распыливающейся жидкостью и орошаемым газом, то эффективность поглощения компонентов из паровоздушной смеси определяется только равновесием пар-жидкость.

Скорость поглощения газа жидкостью зависит от:

а) диффузии поглощаемых веществ из газового потока к поверхности соприкосновения с поглощающей жидкостью;

б) перехода газовой частицы к поверхности жидкости;

в) диффузии абсорбированных веществ в промывной жидкости, где устанавливается равновесие;

г) химической реакции (если она имеет место).

Абсорбционная очистка применяется как для извлечения ценных компонентов из газового потока и возврата их снова в технологический процесс для повторного использования, так и для поглощения из выбросных газов вредных веществ с целью санитарной очистки газов. Обычно рационально использовать абсорбционную очистку, когда концентрация примесей в газовом потоке превышает 1%(об). В этом случае над раствором существует определенное равновесное давление поглощаемого компонента, и поглощение происходит лишь до тех пор, пока его парциальное давление в газовой фазе выше равновесного давления его над раствором. Полнота извлечения компонента из газа при этом достигается только при противотоке и подаче в абсорбер чистого поглотителя, не содержащего извлекаемого вещества.

Продуктами переработки природных и нефтяных газов явля­ются:

- товарный природный газ, направляемый по газопроводам в качестве газового промышленного и бытового топлива;

- широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ) от С₃ до С₅, выделенных из состава газа в процессе его переработки;

- сжиженный газ - концентрат углеводородов С₃ и С₄, выде­ленный из ШФЛУ;

- стабильный газовый конденсат;

Показатели качества природного газа, подаваемого в маги­стральные газопроводы, регламентированы стандартом и приве­дены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

На практике о влагосодержании природных газов судят по их точке росы, понимая под этим термином температуру, ниже которой водя­ной пар конденсируется (выпадает в виде «росы»).

ШФЛУ, выделяемая из природных газов в процессе их пере­работки (на ступенях сепарации высокого давления и отбензинивания), является исходным продуктом для получения сжи­женного газа и газового бензина (углеводороды С₅₊). Нормами установлены три марки ШФЛУ (А, Б, В), показатели качества которых приведены ниже:

Таким образом, в составе сжиженных газов предусматривает­ся содержание не только пропана и бутана (насыщенных угле­водородов), но также олефинов от этиленов и выше, т. е. в их состав вовлекаются как пропан-бутановая фракция ШФЛУ из природных газов, так и из вторичных газов, содержащих олефины.

Остаточная фракция ШФЛУ - газовый бензин, содержащий в основном углеводороды от пентана и выше. Для него нормами установлены два основных показателя - температура начала кипения (не ниже 30°С) и давление насыщенных паров, харак­теризующее наличие в нем легких углеводородов (не более 67 кПа летом и не более 93 кПа зимой).

Газовый бензин является также источником получения одоранта - концентрата легких меркаптанов. Так, на Оренбургском газоперерабатывающем заводе этот концентрат содержит в сво­ем составе этантиол – 33; 2-пропантиол – 42; 1-пропантиол – 10; 2-бутантиол - 14%(мас.).