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;