Абсорбент для очистки газа от сероводорода

 

Абсорбент может найти применение в газовой, нефтяной и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности для очистки газов от сероводорода. Абсорбент включает, мас. комплекс железа с этилендиаминтетраацетатом 2,0-10,0; карбонат натрия 0,1-0,5; натриевая соль ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты 0,01-0,05; моно- и диизобитилфениловые эфиры полиэтиленгликоля 0,005-0,02; вода остальное. Положительный эффект: целевые свойства позволяют повысить степень защиты оборудования от отложений дисперсной серы. 4 табл.

Изобретение относится к составам для очистки газов от сероводорода и может быть использовано в газовой, нефтяной и химической отраслях промышленности.

Известен состав для очистки газа от сероводорода, представляющий собой водно-щелочной раствор хелата железа, содержащий алкилбензилдиметиламмоний хлорид и алкилбензосульфат натрия [1] Основной проблемой при использовании данного абсорбента является высокая адгезия образующейся в процессе очистки дисперсной серы в абсорбционном оборудовании, что приводит к невозможности дальнейшей его эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому является абсорбент [2] на основе водно-щелочного раствора комплекса железа с этилендиаминтетраацетатом (ЭДТА) и оксиэтилированным алкилфенолом (ОАФ) при следующем соотношении компонентов, мас.

Комплекс железа с ЭДТА (по железу) 0,02-0,5 Нонилфеноксиполи- этиленгликоль 0,0005-0,01 Карбонат натрия 0,1-0,5 Вода Остальное Для снижения адгезии к технологическому оборудованию дисперсной серы, образующейся в процессе очистки, предлагается водно-щелочной абсорбент, содержащий комплекс железа с этилендиаминтетраацетатом и оксиэтилированный алкилфенол (ОАФ), который дополнительно содержит натриевую соль ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты (ЭГСК), а в качестве ОАФ моно- и диизобутилфениловые эфиры полиэтиленгликоля (БФПЭГ) при следующем соотношении компонентов, мас.

Комплекс железа с ЭДТА 2,0-10,0 Карбонат натрия 0,1-0,5 ЭГСК 0,01-0,05
БФПЭГ 0,005-0,02
Вода Остальное
Данный состав позволяет увеличить степень защиты оборудования от налипания серы в 3-4 раза по сравнению с известным.

Концентрации добавляемого ЭГСК 0,01-0,05 мас. и БФПЭГ 0,005-0,02 мас. обусловлены проявлением максимального защитного антиадгезионного эффекта налипания серы. Вне этих интервалов защитный эффект существенно уменьшается, кроме того, повышение концентрации приводит к перерасходу реагентов и вспениванию раствора.

БФПЭГ представляет собой неионогенное ПАВ состава: [(СН₃)₃С] _nС₆Н₄О(С₂О₄О)_mН, где n=1-2, m=6-7. Внешний вид вязкая светлая жидкость. Температура загустевания + 5^оС, температура помутнения + 50^оС (10 г/л). Применяется в качестве моющего и вспенивающего вещества. Промышленное название Смачиватель ДБ.

ЭГСК представляет собой водный раствор натриевой соли ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты. Внешний вид прозрачная или мутная вязкая жидкость от светло-желтого до коричневого цвета, d_n²⁰=1,0-1,25. Применяется как смачивающий и пеногасящий агент в производстве экстракционной фосфорной кислоты и в текстильной промышленности. Промышленное наименование Сукционол-2К или Смачиватель СВ 102.

Абсорбент в соответствии с изобретением готовится растворением исходных ингредиентов в воде с доведением рН среды получаемого раствора до 8,0-8,5, после этого раствор комплекса подают в абсорбер, где осуществляется его контактирование с очищаемым газом с окислением сероводорода до элементарной серы.

Методика приготовления абсорбентов.

Для приготовления известных и предлагаемого абсорбентов берут, г: FeCl₃˙6Н₂О 1,5; ЭДТА 3,0; Na₂СО₃ 2,0 и ПАВ. Все ингредиенты растворяются и разводятся водой до 100 мл, рН полученного раствора 8,0. Известные абсорбенты в качестве ПАВ содержат, г/100 мл:
алкилбензолсульфат натрия 0,02 (аналог), состав 1/1, табл.1;
нонилфеноловый эфир полиэтиленгликоля 0,05 (прототип),
состав 1/2;
нонилфениловый эфир полиэтиленгликоля 0,1 (прототип),
состав 1/3.

Для приготовления предлагаемых абсорбентов в качестве ПАВ берут смесь моно- и диизобутилфениловых эфиров плиэтиленгликоля и дополнительно натриевую соль ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты.

Методика испытания абсорбентов.

Известные (прототип и аналог) и предлагаемые абсорбенты были испытаны на лабораторной установке для очистки газа. Раствор абсорбента заливали в колонку, в которую через капилляр подавали газ с содержанием сероводорода 5 об. Отдельно через пористую насадку подавался воздух. После окончания опыта замеряли количество серы, налипшей на насадку при одинаковом объеме пропущенного через раствор сероводорода. Эффективность очистки газа определяли по остаточной концентрации сероводорода в газе на выходе из колонки, мг/м³. Коэффициент защиты металла от налипания серы определяли по выражению
Z_oi= где Z_оi коэффициент защиты металла от налипания;
g_о количество серы, налипшей на насадку в опыте с абсорбентом аналогом, г;
g_оi количество серы, налипшей на насадку в опыте с абсорбентом прототипом или в опыте с предлагаемым абсорбентом, г.

Результаты испытаний приведены в табл.1. Номера абсорбентов в соответствии с вышеприведенной методикой.

Абсорбент в соответствии с изложенной методикой в качестве ПАВ содержал ЭГСК и БФПЭГ с различной концентрацией.

В табл.2 приведены коэффициенты защиты Z_оi от налипания серы.

Расход добавляемых в состав абсорбента ПАВ составил для БФПЭГ 0,008-0,01 мас. для ЭГСК 0,25 мас. в расчете на окисленный сероводород.

Степень очистки газа предлагаемым абсорбентом приведена в табл.3.

В соответствии с обозначениями по табл.3 предлагаемым абсорбентом соответствуют соотношения добавляемых компонентов, приведенных в табл.4.

Таким образом, предлагаемый абсорбент позволяет существенно (в 3-4 раза) повысить степень защиты оборудования от отложений серы по сравнению с известным, при сохранении степени очистки газа на высоком уровне и невысоком расходе добавляемых ингредиентов (ПАВ).

Увеличение защитного эффекта от налипания серы позволяет продлить срок межремонтного периода работы технологического оборудования, сократить эксплуатационные расходы.

Формула изобретения

АБСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА водно-щелочным раствором, содержащим комплекс железа с этилендиаминтетраацетатом, карбонат натрия и оксиэтилированный алкилфенол (ОАФ), отличающийся тем, что он дополнительно содержит натриевую соль ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты, а в качестве ОАФ моно- и диизобутилфениловые эфиры полиэтиленгликоля при следующем соотношении компонентов, мас.

Комплекс железа этилендиаминтетраацетата 2 10
Карбонат натрия 0,1 0,5
Натриевая соль ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты 0,01 0,05
Моно- и диизобутилфениловые эфиры полиэтиленгликоля 0,005 0,02
Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1