Оценка энергоэффективности различных вариантов подготовки природного газа к

Александр Александрович, группа W4106
sanya-ivashin@mail.ru

на входе должна быть ограничена:
по влаге - 1 ppmv (одна

объемная часть воды на миллион)
по углекислому газу - 50 ppmv
по ртути - 10 нг/м3 (10-9 г/м3)

Для удовлетворения коммерческих спецификаций содержание сероводорода в газе должно быть снижено до 4 ppmv, а меркаптаны удаляют так, что содержание серы не должно превышать 30 мг/м3.

физическими и химическими сорбентами
регенеративная адсорбция
отделение кислых газов на мембранах
нерегенеративные методы

газа от кислых компонентов
Процессы физической абсорбции
Процессы с физико-химическими и смешанными

абсорбентами

которые вступают в обратимую реакцию с кислыми компонентами газа. Такие

процессы основаны на химическом взаимодействии сероводорода и диоксида углерода с активной частью абсорбента.
Преимущества:
глубокая очистка от СО2 и H2S
меньше потерь углеводородов вследствие их низкой растворимости в абсорбентах
Недостатки:
низкая степень удаления меркаптанов вследствие их низкой растворимости в абсорбентах
высокая энергоемкость процесса регенерации и охлаждения амина

- фильтр; Т - теплообменник; Р – ребойлер
Принципиальная схема установки

аминовой очистки

от всех кислых компонентов газа (H2S, CS2, COS, CO2 и

меркаптанов), но по сравнению с процессами химической абсорбции отличаются повышенной склонностью абсорбировать наряду с кислыми компонентами углеводороды, что снижает селективность процесса.
Преимущества:
низкий расход энергии на регенерацию растворителя
возможность одновременной очистки от всех кислых компонентов газа (H2S, CS2, COS, CO2 и меркаптанов)
Недостатки:
абсорбция некоторой части углеводородов, что снижает теплотворную способность газа
более сложное устройство установки по сравнению с установкой аминовой очистки

используют преимущества как физических, так и химических абсорбентов. Смешанные абсорбенты

применяются для очистки газа с высоким содержанием кислых примесей, и при этом достигается глубокая степень очистки. Регенерация абсорбента протекает со значительно меньшими энергетическими затратами, чем при использовании только хемосорбентов.
Преимущества:
возможно почти полное удаление H2S, CO2 и COS
способность подавлять пенообразование
Недостатки:
абсорбция углеводородов
относительно высокая стоимость абсорбента

1·10-9 г/м3 может быть обеспечена только адсорбцией на молекулярных ситах

(цеолитах). Обычно в качестве адсорбента применяется цеолит марки 4А.
Различают физическую и химическую адсорбцию:
Физическая адсорбция – поглощение поверхностью адсорбента молекул вещества только за счет сил межмолекулярного притяжения, без химического взаимодействия
Химическая адсорбция происходит тогда, когда молекулы поглощаемого вещества химически взаимодействуют с адсорбентом. При этом возникает более прочная связь молекул адсорбента и поглощенного вещества
Адсорбция на молекулярных ситах является разновидностью физической адсорбции.

- печь регенерации

ртути газов и углеводородных жидкостей основано на процессе адсорбции и

разделены на две группы: регенеративные и нерегенеративные.

адсорбция в слое адсорбента, не подлежащем регенерации:
активированный уголь, пропитанный серой
Hg + S = HgS
оксиды и сульфиды переходных металлов
Hg + MSy = MSy-1 + HgS
адсорбция в слое адсорбента, подлежащем регенерации:
молекулярные сита, пропитанные серебром