Очищення газів від сірководню, сірковуглецю і меркаптанів

Очищення від сірководню. Сірководень міститься як домішка в природному газі і нафтових, коксохімічних газах, виділяється при випарюванні целюлозних розчинів. Технологічні і топкові гази, що містять сірководень, дуже коррозійно-активні.

Для очищення газів від сірководню застосовують різні хемосорбційні методи. Характеристика абсорбентів сірководню i параметри процесів наведені в табл. 3.1.

Таблиця 3.1 – Характеристика абсорбентів сірководню та параметрів процесу

Абсорбент	Ємкість поглинача, моль/моль	Концентрація поглинача в розчині	Температура абсорбції, °С	Ступінь абсорбції, %
%	г/дм3
Арсеново-содо­вий (окситіоар­сеново-натрієва сіль)	1/1	17,38	-	20-45	92-98
Арсеново-поташевий	3/1	-	16-18	35-50	94-99
Етаноламіни	1/2	-	10-15	20-50	96-98
Нормальний метил-2-піролідон	-	-	-	26-40	96-98
Содовий	-	15-18	-
Поташевий	-	20-25	-	40-50	90-98
Ціанамід кальцію	3/1	-	150-200	30-45	98-99
Розчин соди і сульфату нікелю	-	15-25	-	30-40	95-97
Розчин фосфату калію	1/1	40-50	-	20-40	92-97
Аміачний розчин	1/1	5-15		20-30	85-90

Вакуум-карбонаті методи. У цих методах сірководень поглинається з газів водним розчином карбонату натрію або калію. Потім розчин регенерують нагріванням під вакуумом, охолоджують і знову повертають на абсорбцію. У основі методів лежать реакції:

Me₂CO₃ + H₂S→MeHCO₃ + MeHS, (3.56)

Me₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2 MeHCO₃, (3.57)

MeHS + CO₂ + H₂O →MeHCO₃ + H₂S. (3.58)

Унаслідок різної розчинності Na₂CО₃, NaHCО₃, К₂СО₃ і КНСО₃ для абсорбції застосовують розчини різної концентрації. Поташ краще розчинний у воді, тому застосовуються більш концентро­вані його розчини, які мають високу поглинальну здатність. Це дозволяє зменшити його витрату, а також скоротити витрату пари на регенерацію поташу і витрату енергії на перекачування розчину.

Недоліком використання розчинів поташу є їх висока вартість. Виходячи з цього, частіше використовують содовий метод.

Якщо проводиться регенерація розчину без рекуперації сірко­водню, то розчин нагрівають в регенераторі, а з нього повітрям віддувають сірководень. При цьому деяка кількість сульфіду натрію окиснюється до тіосульфату, що приводить до пониження концен­трації абсорбуючої рідини, тому періодично її замінюють свіжою. Технологічна схема очищення газу від сірководню вакуум-карбонатним методом з отриманням із сірководню сірчаної кислоти наведена на рис. 3.7, а.

Після очищення газу в абсорбері розчин подають в холо­дильник-конденсатор, де його підігрівають за рахунок тепла конден­сації пари, що виділяється при регенерації поглинального розчину. Потім розчин проходить теплообмінник і підігрівач та надходить в регенератор. Розчин регенерують кип'ятінням під вакуумом (15,6 кПа). Регенерований розчин направляють в ємність, а потім через теплообмінник і холодильник - на зрошування абсорбера. Пари сірководню і води, що виділяються при регенерації розчину, відсмоктують вакуумом через конденсатор-холодильник, де конденсується значна частина парів води. Далі пари надходять в холодильник, а потім в піч для спалювання сірководню. З печі газова суміш, що складається з оксиду сірки (IV), водяної пари, кисню і інертних газів, при 900°С надходить в котел-утилізатор, де охолоджується до 440-450°С, а потім прямує на окиснення в контактний апарат. Після окиснення гази спрямовують на абсорбцію для отримання сірчаної кислоти.

Рисунок 3.7 – Схеми установок для очищення газів від сірководню

а – вакуум-карбонатним методом: 1 – абсорбер; 2, 9 – насоси; 3 – холодильник- конденсатор; 5 – підігрівач; 6 – регенератор; 7 – цир­куляційний підігрівач; 8 – збірник; 10 – холодильник; 11 – ва­куум-насос; 12 – холодильник; 13 – піч; 14 – котел-утилізатор;

б – процес "Tiloks": 1 – колона; 2 – теплообмінник; 3 – колона для окиснення; 4 – ємність; 5 – фільтр;