Оптимизация содержания раствора амина в очистке кислого газа

Optimization of amine solution content in acid gas purification
Цитировать:
Оптимизация содержания раствора амина в очистке кислого газа // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Завкиев М.З. [и др.]. 2019. № 11 (65). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/8037 (дата обращения: 16.08.2022).
Прочитать статью:

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

Кислые газы

Шуртанское нефтегазодобывающее управление

ООО “Шўртанский ГХК”

Муборакский газоперерабатывающий завод

Вход

Выход

Вход

Выход

Вход

Выход

Водород сульфид, %

1-1,2

0,0004-0,0005

0,08

0,0003-0,0004

3,-,3,5

0,0004-0,0005

Карбонат ангидрид,%

1,5

 

2,5

 

1,5-2,0

 

 

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

Наименование показателей

Регенерированный аминовый раствор

Регенерированный аминовый раствор проводимый через ионообменной смолы

Ионы хлора, г/м3

16,5

14,5

Термостойкие соли, %

1,0

0,88

 

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.

 

Информация об авторах

ведущий инженер-технолог Шуртанского НГДУ, Узбекистан, Кашкадарьинская область, Касанский район 

Leading engineer-technologist of Shurtan oil and gas production Department, Uzbekistan, Kashkadarya region, Kasan district

заведующий кафедрой химической технологии КИЭИ, Узбекистан, Кашкадарьинская область, г. Карши

Head of the Department of chemical technology KEEI, Uzbekistan, Kashkadarya region, Karshi town

студент III курса КИЭИ, Узбекистан, Кашкадарьинская область, город Карши

The third year student of the KEEI, Uzbekistan, Kashkadarya region, Karshi town

студент III курса КИЭИ, Узбекистан, Кашкадарьинская область, город Карши

The third year student of the KEEI, Uzbekistan, Kashkadarya region, Karshi town

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович.
Top