Очистка природного газа от соединения серы

Природный газ, поступающий на конверсию, обычно содержит такие соединения серы, как сероводород (2 мг/м3), этилмеркаптан (25 мг/м3), органические соединения (8 мг/м3). Общее содержание соединений серы составляет 35 мг/м3. Конечное содержание серы после очистки природного газа должно быть не более 0,5 %.

Природный газ подается в систему очистки под давлением 0,8-1,7 МПа. На входе газа установлен отсекатель (с дистанционным управлением) для прекращения подачи газа в аварийных случаях.

Для очистки от конденсата газ направляется в сепаратор природного газа; отсюда отделившийся конденсат сбрасывается в сепаратор топливного газа и далее выводится за пределы установки. Из сепаратора природный газ поступает на всас двухступенчатого центробежного компрессора, где он сжимается до 4,4 МПа и нагревается при этом до 143 ºС. Для предотвращения повышения давления сверх допустимого на компрессоре установлены предохранительные клапаны.

После сжатия природный газ смешивается с синтез-газом, отбираемым со всаса второй ступени компрессора синтез-газа, до соотношения 0,125 моль природного газа (содержание водорода в смеси составляет около 11%). Постоянство состава смеси обеспечивается регулятором соотношения. Добавка водорода (из отделения синтеза) к природному газу необходима для осуществления процесса гидрирования органических соединений серы ,COS, CS2 и др. до сероводорода. Этот процесс протекает по уравнениям:

COS + 4H2  =  H2S + CH4 + H2O (I)
   
CS2 + 2H2  =  2H2S + C. (II)

Смесь природного газа и водорода направляется в змеевики подогревателя, где подогревается до температуры 377-399 ºС.

Подогретая газовая смесь поступает в реактор гидросероочистки; здесь процесс гидрирования протекает на кобальтомолибденовом катализаторе.

Основным аппаратом гидрирования сероорганических соединений является конвертор гидросероочистки. Цилиндрический аппарат, рассчитанный на давление в системе, вмещает 40 м3 кобальтомолибденового катализатора. Последний расположен на двух полках, вмонтированных в аппарат. Такое размещение катализатора вызвано необходимостью уменьшить нагрузку на опоры поддерживающих решеток и для равномерного распределения газа по сечению аппарата. Газ в аппарате движется сверху вниз. После гидросероочистки газ проходит аппараты-десульфуризаторы, в которых сероводород адсорбируется на поглотителе из оксида цинка по реакции:

H2S + ZnO  ==  ZnS + H2O. (III)

Эта реакция необратима, и поэтому адсорбент регенерации не подлежит. При увеличении массы адсорбента до 18% (масс.) (за счет поглощения сероводорода) его следует заменить.

Очистка природного газа
Очистка природного газа

Адсорберы могут быть включены в работу последовательно или параллельно. После замены адсорбента производится последовательное включение аппаратов, при этом адсорбер со свежим оксидом цинка находится вторым по ходу потока газа и служит, таким образом, для доочистки газа от H2S.

Содержание серы в природном газе после очистки должно быть не более 0,5%, температура газа 343-371 ºС.

Очищенный природный газ смешивается с перегретым до 372 ºС паром среднего давления (4,0 МПа) в соотношении пар: газ  == 3,5:1 и поступает на конверсию природного газа (первичный риформинг).

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector