Оптимизация процесса очистки природного газа от серо-и кислородосодержащих соединений; реконструкция абсорбера установки очистки природного газа
ВВЕДЕНИЕ
Производство аммиака стало одной из важнейших отраслей промышленности в мире. Производство аммиака неуклонно росло с 1946 года, и, согласно оценкам, составляет около 230 млн тонн в год. Крупнейшими странами-производителями являются Китай, Индия, Россия, США, Тринидад и Тобаго и Индонезия. Ожидается, что мировое производство будет продолжать расти на 3-5 % в год из-за растущего спроса на удобрения.В России одним из лидеров-производителей аммиачных удобрений является химическая компания ПАО «Куйбышев Азот»На установке получения аммиака ПАО «Куйбышев Азот» природный газ используется в качестве основного сырья стадии паровой конверсии. Следовательно, около 40 % мировых запасов природного газа составляют газы, содержащие большое количество кислых газов, таких как диоксид углерода, сероводород, а также другие соединения серы. Многие крупные месторождения нефти и газа содержат более 10 % мол. диоксида углерода и сероводорода.
ВВЕДЕНИЕ 7
ВЛИЯНИЕ СЕРО- И КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ КОМПОНЕНТОВ НА ПРОЦЕСС ПАРОВОЙ КОНВЕРСИИ МЕТАНА 9
Влияние серосодержащих соединений на параметры процесса 9
Влияние углекислого газа 13
СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА ОТ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА И СОЕДИНЕНИЙ СЕРЫ 16
Технология очистки природного газа от серы ПАО «Куйбышев Азот».. 16
Эффективные способы очистки природного газа от кислых газов 17
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 25
Выбор способа модернизации установки 25
Характеристика сырья, материалов и продуктов процесса 28
Аналитический контроль процесса 29
РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 30
Расчет стадии гидрирования сероорганических соединений30
Материальный баланс30
Тепловой баланс стадии гидрирования36
Расчет стадии аминовой очистки 39
Материальный баланс 39
Тепловой баланс аминовой очистки 42
Расчет абсорбера 45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 51
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Балыбердина И. Т. Физические методы переработки и использования газа: Учебник для вузов. - М.: Недра, 1988. - 248 с.: ил.Обрядчиков С. Н. Технология нефти (Ч. 2): Учебник для нефтяных вузов. 3-е изд. перераб. и доп. / Под ред. Д. И. Орочко. M; Л.: Гостоптехиздат, 1952. 408 с.
Бобров Н.Н. Применение топлива и смазочных материалов [Текст]: [Учеб.пособие для втузов СССР] / Н. Н. Бобров, П. И. Воропай ; Под общ. ред. Н. Н. Боброва. - Москва : Гостоптехиздат, 1962. - 346 с. :ил.
Dunleavy J. Sulfur as a Catalyst Poison / Platinum Metals Rev. №2 - 2006. P. 110.
Poels E. K., Beek W. P., Hoed W. Deactivation of fixed-bed nickel ydrogenation catalysts by sulfur / Fuel Vol. 74 No. 12, pp. 1800-1805, 1995.
Argyle M., Bartholomew C. Heterogeneous Catalyst Deactivation and Regeneration: A Review / Catalysts 2015, 5(1), 145-269.
Исмагилов Ф.Р., Вольцов А.А., Аминов О. Н. и др. Экология и новые технологии сероводородсодержащих газов. - Уфа: изд-во «Экология», 2000. - 214 с.
Вальберг Г.С. Природный газ в цементной промышленности. М.: Стройиздат, 1962. - 172 с.
Лебедев М. С., Филипповский Н. Ф. Повышение эффективности очистки природного газа от диоксида углерода перед сжижением на комплексе по производству СПГ на ГРС Новосвердловской ТЭЦ / Конференция молодых ученых, УралЭНИН, ФГАОУ ВО «УрФУ», 2017. - С. 9-12.
Annesini M. C., Piemonte V., Turchetti L. Carbon Formation in the Steam Reforming Process: a Thermodynamic Analysis Based on the Elemental Composition/ Dipartimento di IngegneriaChimica. - Roma, 2018.
Шкляр Р. Л., Мамаев А. В., Сиротин С.А. Неселективная абсорбция кислых газов водным раствором метилдиэтаноламина / Современные технологии переработки и использования газа. №1 (21). - 2015. - С. 1721.
Xiao, J.; Li, C.-W.; Li, M.-H. Kinetics of absorption of carbon dioxide into aqueous solutions of monoethanolamine + 2-amino-2-methyl-1-propanol. Chem. Eng. Sci. 2000, 55 (1), pp. 161-175.
Поскольку сера так сильно адсорбирует металлы и предотвращает или изменяет дальнейшую адсорбцию молекул реагентов, ее присутствие на поверхности катализатора обычно приводит к существенной или полной потере активности во многих важных реакциях. Действительно, сероустойчивость М, Co и Fe можно значительно повысить с помощью каталитических добавок типа Mo и B, которые избирательно адсорбируют серу. Поскольку адсорбция соединений серы, как правило, происходит быстро и необратимо, поверхностные концентрации серы в частицах катализатора и слоях катализатора неоднородны, например, H2S адсорбирует серу избирательно при входе в пакетированный слой и на внешней поверхности частиц катализатора, что крайне затрудняет экспериментальное изучение и моделирование отравления серой[6].