- •Г.В. Тараканов, а.К. Мановян основы технологии переработки природного газа и конденсата
- •Введение
- •Сырье и продукция газоперерабатывающих заводов
- •1.1. Основные физико-химические характеристики сырья
- •1.1.1. Природные газы
- •1.1.2. Газовые конденсаты
- •1.2. Классификация продукции газоперерабатывающих заводов
- •Показатели качества газовых конденсатов некоторых месторождений России [5]
- •1.3.2. Широкая фракция легких углеводородов
- •1.3.3. Сжиженные газы
- •Газы углеводородные сжиженные топливные (по гост р 52087)
- •Газы углеводородные сжиженные, поставляемые на экспорт (по гост р 51104)
- •1.3.4. Стабильный газовый конденсат
- •Требования к показателям качества стабильного газового конденсата
- •1.3.5. Продукты переработки газового конденсата
- •Требования качества к газоконденсатному дизельному топливу широкого фракционного состава (ту 51-28-86)
- •Основные требования к качеству топочных и флотских мазутов по гост 10585
- •Технические требования к сере по гост 127
- •Гранулометрический состав комовой, гранулированной и молотой серы 1-4 классов по гост 127
- •1.3.6. Газовая сера
- •1.3.7. Одорант
- •Методы определения и расчета основных физико-химических свойств природного газа, конденсата и продуктов их переработки
- •2.1. Компонентный состав газа
- •Компонентный состав природного газа Астраханского газоконденсатного месторождения
- •2.2. Фракционный состав газового конденсата и жидких продуктов его переработки
- •Фракционный состав по итк газового конденсата Астраханского газоконденсатного месторождения
- •2.3. Плотность
- •2.4. Молекулярная масса
- •2.5. Энтальпия
- •2.6. Константа фазового равновесия
- •Технологические установки сепарации пластовой смеси
- •3.1. Классификация и принципиальные технологические схемы установок сепарации
- •3.1.1. Гравитационные сепараторы
- •3.1.2. Инерционные сепараторы
- •3.1.3. Центробежные сепараторы
- •3.1.4. Фильтрующие сепараторы
- •3.2. Принципы технологического расчёта гравитационных трехфазных сепараторов
- •Технологические установки очистки газов от сероводорода и диоксида углерода
- •4.1. Классификация установок очистки газов и применяемые поглотители
- •4.2. Технология аминовой очистки газов
- •4.2.1. Химизм процесса очистки газа алканоламинами
- •4.2.2. Технологические схемы и режимы процесса
- •4.2.3. Влияние параметров на процесс
- •4.2.4. Пенообразование в аминовых растворах и борьба с ним
- •4.2.5. Принципы технологического расчета основных аппаратов установок аминовой очистки
- •4.3. Основы технологии очистки газа физическими абсорбентами
- •4.4. Краткие сведения о технологии очистки растворами солей щелочных металлов и аминокислот
- •Технологические установки осушки газов от влаги
- •5.1. Влагосодержание природного газа и способы его осушки
- •Основные преимущества абсорбционных и адсорбционных процессов осушки газа
- •5.2. Абсорбционная осушка газов
- •5.2.1. Принципиальная схема и технологический режим процесса
- •5.2.2. Применяемые абсорбенты
- •5.2.3. Влияние различных параметров и процесс абсорбционной осушки
- •5.2.4. Принципы расчета процесса гликолевой осушки газа
- •5.3. Адсорбционная осушка газов
- •5.3.1. Принципиальная схема процесса
- •5.3.2. Адсорбенты и технологический режим стадии адсорбции
- •5.3.3. Технологический режим стадий десорбции и охлаждения
- •5.3.4. Влияние физико-химических характеристик осушаемого газа на процессы адсорбции и регенерации
- •5.3.5. Принципы технологического расчета адсорберов
- •5.4. Комбинированные способы осушки газа
- •Технологические установки отбензинивания газов
- •6.1. Классификация методов отбензинивания газов
- •6.2. Извлечение тяжелых углеводородов методом низкотемпературной сепарации
- •6.3. Извлечение тяжелых углеводородов методом низкотемпературной конденсации
- •6.4. Технология абсорбционного отбензинивания газов
- •6.4.1. Применяемые абсорбенты
- •6.4.2. Влияние основных факторов на процессы абсорбции и десорбции
- •6.4.3. Технологические схемы установок
- •6.4.4. Принципы расчета абсорберов и десорберов
- •6.5. Краткие сведения о технологии адсорбционного отбензинивания газов
- •Основы технологии производства газовой серы
- •7.1. Химизм получения элементарной серы
- •7.2. Влияние основных параметров на процесс получения серы методом Клауса
- •7.3. Катализаторы процесса Клауса
- •7.4. Технологическая схема и режим процесса
- •Характеристика катализаторов процесса Клауса французской фирмы "Рон-Пуленк"
- •Ориентировочные границы применимости той или иной модификации процесса Клауса
- •7.5. Краткие сведения о доочистке отходящего газа установок Клауса
- •Процессы доочистки, основанные на реакции Клауса
- •Основные параметры технологического режима и показатели работы установки Клауса (рис. 7.2)
- •7.5.2. Процессы, основанные на превращении сернистых соединений в один компонент
- •Переработка широкой фракции легких углеводородов
- •8.1. Варианты переработки
- •8.2. Краткие основы технологии очистки широкой фракции легких углеводородов от сернистых соединений
- •8.3. Ректификационное разделение широкой фракции легких углеводородов
- •8.3.1. Классификация и принципы построения технологических схем газофракционирующих установок
- •Затраты на выделение различных компонентов на гфу (% от общей суммы затрат на установке)
- •8.3.2. Влияние основных параметров на процесс ректификации
- •8.3.3. Принципы технологического расчета ректификационных колонн гфу
- •Стабилизация газовых конденсатов
- •9.1. Технология стабилизации газового конденсата
- •9.1.1. Многоступенчатая дегазация
- •9.1.2. Стабилизация в ректификационных колоннах
- •9.2. Особенности процесса и борьба с коррозией на установках стабилизации сернистых газовых конденсатов
- •Производство технического углерода из природного газа и газового конденсата
- •10.1. Назначение и основные физико-химические свойства технического углерода
- •10.2. Сырье для производства технического углерода
- •10.3. Химизм и механизм получения технического углерода
- •10.4. Способы получения технического углерода
- •10.4.1. Печной способ
- •10.4.2. Канальный (диффузионный) способ
- •Выделение гелия из природного газа
- •11.1. Области применения и основные физико-химические свойства гелия
- •11.2. Основы технологии производства гелия
- •11.2. 1. Получение гелия абсорбцией фторсодержащими соединениями
- •11.2.2. Получение гелия гидратообразованием
- •11.2.3. Получение гелия мембранной технологией
- •11.2.4. Криогенный способ получения гелия
- •Основные принципы технологии сжижения природного газа
- •12.1. Области применения сжиженного газа
- •12.2. Основы технологии сжижения газа
- •12.2.1. Установка сжижения природного газа с каскадным циклом на трех хладоагентах
- •12.2.2. Установка сжижения природного газа с однопоточным циклом на многокомпонентной смеси
- •12.2.3. Установка сжижения природного газа с каскадным однопоточным циклом и предварительным пропановым охлаждением
- •12.3. Хранение сжиженного газа
- •Краткие сведения по технологиям производства синтетичеких жидких топлив и водорода
- •13.1. Технология производства сжт из природного газа
- •Составы продуктов синтеза Фишера-Тропша в реакторах различных типов
- •13.2. Технология производства водорода из природного газа
- •Условные сокращения и обозначения
- •Литература
- •Критические температура, давление и фактор ацентричности некоторых газов
- •Фактор сжимаемости простых веществ z(0)
- •Поправочная функция z(1) для фактора сжимаемости чистых веществ
- •Значения коэффициентов d1, d2, d3, d4
- •414025, Г. Астрахань, ул. Татищева, 16
4.2. Технология аминовой очистки газов
4.2.1. Химизм процесса очистки газа алканоламинами
Алканоламины, будучи щелочами, легко вступают в реакцию с кислыми газами (H2S и СО2), образуя водорастворимые соли. Процесс взаимодействия H2S и СО2 с алканоламинами описывается следующими суммарными реакциями (на примере моноэтаноламина).
2RNH2 + H2S ↔ (RNH3)2S
(RNH3)2S + H2S ↔ 2RNH3HS
2RNH2 + СО2 + H2O ↔ (RNH3)2 CО3 (4.1)
(RNH3)2 CО3 + СО2 + H2O ↔ 2RNH3HCО3
где R - группа OHCH2CH2.
Таблица 4.1
Основные физико-химические свойства алканоламинов
Показатели |
МЭА |
ДЭА |
МДЭА |
Формула |
HOC2H4NH2 |
(HOC2H4)2NH |
(HOC2H4)2 CH3N |
Молекулярная масса |
61,1 |
105,1 |
119,2 |
Плотность при 20 0С, кг/м3 |
1,015 |
1,094 |
1,018 |
Температура, 0С: |
|
|
|
кипения при атмосферном давлении |
170 |
268 |
247 |
замерзания |
10,5 |
27,5 |
-21,0 |
Давление насыщенных паров при 60 0С, Па |
660 |
4,5 |
24 |
Динамическая вязкость при 20 0С, 103 Па×с |
19 |
300 |
80 |
Удельная теплоемкость при 20 0С, кДж/кг град |
2,72 |
2,47 |
2,32 |
Массовая доля амина в рабочем растворе, % |
10-20 |
20-30 |
30-50 |
Теплота реакции, кДж/кг: |
|
|
|
с H2S |
1511 |
1173 |
1047 |
с СО2 |
1919 |
1511 |
1340 |
Содержание основного вещества, % мас., не менее |
99,0 |
99,0 |
99,0 |
Процесс поглощения кислых компонентов газа сопровождается выделением теплоты (см. табл. 4.1), а процесс регенерации раствора абсорбента - поглощением теплоты.
Помимо взаимодействия с алканоламинами по основной реакции диоксид углерода образует с ними различные побочные продукты, часть из которых разрушается при регенерации абсорбента и снова выделяет алканоламин, другая – не регенерируется, приводя к потерям амина. Меркаптаны обратимо реагируют с алканоламинами с образованием водорастворимых меркаптидов, разрушающихся при регенерации раствора абсорбента. Серооксид углерода в водных растворах аминов гидролизуется:
СОS + H2O → СО2 + H2S (4.2)
Образовавшиеся H2S и СО2 реагируют с аминами по основным реакциям (4.1), но эти реакции из-за малого содержания СОS в исходном газе никогда не доходят до конца.
В насыщенном растворе абсорбента сероводород, диоксид углерода и другие извлекаемые компоненты газа находятся не только в связанном виде за счет химических реакций (4.1), но и в свободном, растворенном виде.
Согласно принципу Ле-Шателье понижение температуры и повышение давления способствует протеканию реакций (4.1) в прямом направлении, а повышение температуры и понижение давления – в обратном направлении. Это положение является определяющим при выборе режимов очистки газа и регенерации насыщенного абсорбента.