Очистка газа

ОЧИСТКА ГАЗА (а. gas cleaning; н. Gasreinigung; ф. epuration du gaz; и. limpieza de gas, purificacion de gas) — извлечение компонентов, осложняющих использование газа в качестве топлива и сырья или загрязняющих окружающую среду. К таким компонентам относятся Н₂S, CO₂, SO₂, меркаптаны, COS, CS₂ и др. По мировым стандартам содержание Н₂S в используемом природном газе допускается до 5,7 мг/м³, общей серы до 50 мг/м³, CO₂ до 3-5% по объёму, в газах, выпускаемых в атмосферу, общее содержание вредных примесей допускается до 500 ppm (частей на миллион). Эти компоненты являются ценным химическим сырьём (см. Комплексная переработка).

Технологический процесс очистки газов включает абсорбцию (адсорбцию) и десорбцию. Абсорбционные методы очистки газов (см. Абсорбционная очистка газа) основаны на поглощении примесных компонентов растворителями с образованием легкоразложимых химических соединений (химическая абсорбция) или физических растворов (физическая абсорбция). Адсорбционные методы (см. Адсорбционная очистка газа) основаны на поглощении примесных компонентов поверхностью твёрдых веществ — адсорбентов. В процессе десорбции выделяются поглощённые компоненты и восстанавливается поглотительная способность сорбентов. Н₂S и CO₂ в абсорбционных процессах поглощаются одновременно; при содержании их в исходном газе примерно до 4% применяются химические поглотители (амины, растворы солей щелочных металлов и аминокислот); при содержании выше 4-5% — физические растворители (охлаждённый метанол, N-метилпирролидон, пропиленкарбонат, диметиловый эфир полиэтиленгликоля, смесь сульфолана и диизопропаноламина, трибутилфосфат), меркаптаны извлекаются углеводородными жидкостями при низких температурах и адсорбцией на цеолитах, COS и CS₂ — физическими растворителями. Достоинство химических растворителей — тонкая очистка газов, недостатки — высокие эксплуатационные расходы при большом содержании примесных компонентов и образование нерегенерируемых соединений с некоторыми из них (например, моноэтаноламина с COS и CS₂).

Преимущества физических растворителей: одновременное извлечение всех примесных компонентов, низкие эксплуатационные затраты при очистке газов от больших количеств разнообразных примесей; недостатки: растворимость углеводородных компонентов и иногда недостаточная глубина извлечения отдельных компонентов. Очистка газов включает также переработку продуктов десорбции в товарные продукты. При очистке газов от небольших количеств Н₂S используют процессы прямой конверсии, при этом Н₂S в процессе абсорбции поглощается носителем кислорода в щелочном растворе, а в процессе десорбции окисляется кислородом воздуха до элементарной серы, иногда очищаемый газ приводят в контакт с 90-95%-ным водным раствором ди- или триэтиленгликоля, насыщенным SO₂, с которым при абсорбции Н₂S вступает в реакцию, с образованием S, вода при этом действует как катализатор. Процессы прямой конверсии целесообразно применять при выходе S до 10-15 т в сутки, при больших выходах они становятся неэкономичными. При содержании в газах, выбрасываемых в атмосферу, небольших количеств разнообразных сернистых компонентов используются процессы гидрогенизации (реакции с Н₂), в результате чего все примеси превращаются в Н₂S, очистка от которого наиболее разработана.