Оптимизация содержания раствора амина в очистке кислого газа

АННОТАЦИЯ

При очистке газов от кислых газов с помощью аминового раствора, образуются термостойкие соли и хелатный механизм. Ионообменные смолы могут быть использованы для предотвращения проблемы.

ABSTRACT

The amine solution produces heat-resistant salts and a chelate mechanism during purifying gases from sour gases with amine solution. Ion-exchange resins may be used to prevent the problem.

Ключевые слова: ионообменные смолы, бицин, термостойкиe солей, формиат, оксалат, ацетат, хелатный механизм.

Keywords: ion exchange resins, bicine, heat resistant salts, formate, oxalate, acetate, chelating mechanism.

В результате рационального использования местного сырья в республике, усиления конкуренции за счет дешевого и качественного производства, улучшения взаимоотношений между отраслями, сущность и цель производственной деятельности изменились.

В этом случае возникают проблемы с поддержанием фиксированных позиций. Это включает в себя разработки производственной стратегии и внедрения современных технологий.

Следовательно, повышения конкурентоспособности производства можно добиться путем поддержания стабильной экономики, снижения себестоимости продукции и производственных затрат.

В настоящее время в основном используются аминовые растворы для очистки природного газа от сернистых соединений. В частности, диэтаноламин и моноэтаноламин широко используются для очистки газов от сероводорода и углекислого газа.

Деградация аминовых растворов — это одна из серьезных проблем при эксплуатации установок очистки газа. В абсорбционных растворах образуются и накапливаются продукты деградации аминового раствора, которые по разному влияют на технологические показатели процесса очистки газа. Одни снижают абсорбционную способность растворов, другие в дополнение к этому еще и вызывают вспенивание, третьи приводят к ускорению коррозии оборудования. Сегодня принято решать эти проблемы посредством добавления в раствор антипенных веществ, антикоррозионных добавок,  нейтрализаторов  или  свежего растворителя. Однако, эти добавки изменяют химические свойства раствора амина и тем самым усугубляют  положение. Вязкость, поверхностное натяжение, теплопроводность, электропроводность – вот те важные характеристики, которые изменяются в присутствии добавок и загрязняющих примесей. Существует много проблем отделения кислых газов от природного газа методом абсорбции: увеличение количества ионов хлора и механической примеси, образование термостойких солей в аминовых растворах, а также появление формиата, оксалата, ацетата, гидроксиэтиленглицина, гидроксиэтилсаркозина и бицина, которые являются причиной возникновения коррозииоборудования. Кроме того, причины этих проблем также зависят от состава газа, подаваемого на установку обработки кислого газа. Например, газ регенерации цеолитовой установки передается на аминовые установки в Шуртанском нефтегазодобывающем управлении.Это связано с высоким содержанием механических примесей в газе и резкими колебаниями уровней сероводорода, что может привести к недостаткам в управлении параметрами процесса. Мубарекскому газоперерабатывающему заводу из Мубарекского нефтегазодобывающего управления на аминные установки подается частично очищенный газ от жидкостей и механических примесей. В этих случаях из-за большого количества жидких углеводородов происходит вспенивание аминовых растворов в аминовых установках. Основным средством предотвращения этих проблем в технологических процессах является концентрация раствора амина на необходимом уровне, абсорбция, проводимая в закрытой среде, и технологические параметры, основанные на технологических регламентах.Многочисленные эксперименты показывают, что раствор амина следует контролировать, чтобы поддерживать содержание воды в растворе амина в пределах, установленных регулярными химическими анализами, чтобы не увеличивать содержание ионов хлора. Основными причинами образования термостойких солей, формальдегида, оксалата, ацетата, гидроксиэтилглицина, гидроксиэтилцилцина и бицина является прямое влияние воздуха на аминовые растворы поддающихся очистке устройствах, аминокислотном и антиоксидантном растворе, используемом для предотвращения образования пены в процессе регенерации. Это использование веществ, используемых для уменьшения количества кислорода в растворе амина.

Количество кислых газов, содержащихся в неочищенном газе, подаваемом на аминовые установки, показано в таблице 1 ниже.

Таблица 1.

Состав кислого компонента газа разных газоперерабатывающих предприятий

Превышение количества  аминокислот (рекомендуемая дозировка менее 250 ррм.), термостойких солей (рекомендуемая дозировка менее 0,5%), формиатов (рекомендуемая дозировка менее 500 ррм), ацетатов (рекомендуемая дозировка менее 1000 ррм) приводит к образованию хелатного механизма. В результате взаимодействия аминового раствора и кислорода образуется бицин. Бицин и кислые газы действуют как агенты хелатного механизма. Хелатный механизм вызывает окисление железа в оборудовании. Это приводит к разрушению внутренних элементов колонн, выходу из строя насосов и дефектам в теплообменнике. Это также усложняет регенерацию раствора амина и приводит к большому расходу энергии, что снижает энергоэффективность  аминовых установок.

Важно избегать образования хелатного механизма, чтобы предотвратить коррозию в аминовых установках. Ионообменные смолы могут быть использованы для предотвращения образования бицина и для уменьшения количества бицина, образующихся в растворе амина.

Для этого был активирован ионообменнаясмолаи хранен в 50% растворе NaOH в течение 24 часов. Затем в дистиллированной воде промывают декантацией до тех пор, пока pH не станет равным 7. Определено количество ионов хлора и термостойких солей в регенерированном растворе амина. Регенерированный раствор амина проводился через смолы. Снова было определено количество ионов хлора и термостойких солей в растворе амина. Результаты представлены в таблице 2

Таблица 2.

Результаты испытания

Результаты показывают, что систематический анализ выполняется путем замены выбранных ионообменных смол на другие смолы. Ожидаемый результат: в составе регенерированного аминового растворапроводимого через ионообменной смолы количество ионов хлора должно быть на 60-70% ниже, чем в регенерированном растворе амина по сравнению с регенерированным раствором амина.

Показано, что после очистки рабочих растворов метилдиэтаноламина  наионнообменной  смоле содержание термостабильных солей, ионов хлора и электропроводность растворов значительно снижается.

Список литературы:
1. СпунерБ., ШейланМ.Сульфидыжелеза – воздействие на аминовые установки //Нефтегазовые технологии. 2010.
2. Стрючков В.М., Афанасьев А.И., Шкляр Р.Л. Интенсификация процессов очистки природного газа от кислых компонентов // Подготовка и переработка газа и газового конденсата: обз. информация – М.: ВНИИЭгазпром. – 1984.
3. Гриценко А.И., Бекиров Т.М., Стрючков В.М., Акопова Г.С. Опыт эксплуатации установок очистки газа от кислых компонентов на Оренбургском и Мубарекском ГПЗ. М.: ВНИИЭгазпрром, 1979.