Очищення нафтопродуктів

Фізична абсорбція супроводжується хімічною реакцією

2RNH2 + H2S (RNH3)2S

(RNH3)2S +H2S 2RNH3HS

де R-група -СН2СН2ОН

Ці рівняння розглядають, як сумарну схему перетворення H2S в сульфіт та бісульфіт. Кінцеві сполуки при нормальних уиовах мають досить помітний тиск насиченого пару, який при нагріванні значно підвищується. Це дає можливість легко десорбирувати H2S і регенерувати розчин моноетаноламіна. В реакціях моноетаноламін реагує за рахунок аміно-групи. Наявність гідроксильної групи впливає на властивості сполук-як полярна група підвищує їх розчинність в воді і збільшує величину тиску насиченого пару.

За рахунок побочних реакцій моноетаноламіна з компонентами газової сімиші (CO2, O2 і інші) створюються побочні продукти, маючи високі температури кипіння. Наприклад, з H2S разом з О2 ствоюється тіосульфат, що не регенерується, як сульфіт та бісульфіт. Кількість побочних продуктів до 0,5% на розчин МЕА зумовлює витрати моноетаноламіна до 0,5кг на 1т сировини.

Макрокінетика процесу

На швидкість реакції , глибину поглинання H2S, економічні показники процесу значно впливає концентрація розчину моноетаноламіна.

На промислових установках МЕА використовують розчини з концентраціями 13-20%, іноді більш розбавлені-до 10% чи концентровані-до30%. Відомо, що розчини з концентрацією менш, ніж 20% створюють умови швидкої корозії апаратури. Крім того при використанні концентрованного абсорбенту збільшуються витрати моноетаноламіна. При роботі з розчинами концентрацією 10-15% корозія стає не такою помітною, але зростають витрати на регенерацію і циркуляцію абсорбента.

Як оптимальна, рекомендується концентрація розчину моноетаноламіну 13-15%. Змінюють її в залежності від вмісту кислих компонентів у газі.

Для зворотньої реакції дуже важливо враховувати умови досягнення високого виходу. Розчини МЕА мають високу поглинаючу здібність, а за умовами підтримання парціального тиску кислих компонентів у газі 0,01-0,02МПа і мольному співвідношенні H2S:МЕА від 0,3 до 0,5. за цією вимогою розраховують необхідну кількість абсорбенту.

Процес абсорбції супроводжується значним екзотермічним тепловим ефектом-1905кДж/моль. Тепло абсорбції виводиться з робочої зони потоками газу і розчину МЕА. Температура абсорбенту, насиченого H2S на виході не повинна перевищувати 50С за умовами рівноваги, температура абсорбенту на вході повинна перевищувати вхідну температуру газа 5-15С, щоб з газу в абсорбері не конденсувались низькокип’ячи компоненти,це приведе до значного вспінювання і забруднення абсорбенту. Температурний режим абсорбера в інтервалі 20-40С підтримують, змінюючи температури вхідних потоків.

Технологічна схема МЕАВ схемах абсорбційної очистки газів від H2Sвикористовують тарільчаті чи насадочні абсорбційні колони. Абсорбери мають 22-24 тарілки (сітчасті, колпачкові, S-подібні) чи шар насадки (кільця Рашига) еквивалентний 4-5 теоретичним тарілкам. Абсорбцію проводять в одну-дві стадії в залежності від типу процесу-тонка, середня чигруба очистка (при тонкій залишок H2S не більш 2г на 100м3, при грубій-більш, ніж 100г/100м3.

Основні технологічні параметри процесу:

-тиск 1,3-1,6МПа;

-температура на тарілках 25-40С;

-температура кубової рідини (насиченого розчину МЕА) не більш 50С.