Исследование процесса адсорбции H2S, CO2 и NO2 из природного газа цеолитами
Адсорбционная очистка как наиболее оптимальный сорбционный способ очистки природного газа от H2S, CO2 и NO2. Адсорбентами для С02 являются активированный уголь и цеолиты, а для H2S — только цеолиты NаX. Способы упрощения конструкции системы очистки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.07.2018 |
| Размер файла | 16,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИИ H2S, CO2 И NO2 ИЗ ПРИРОДНОГО ГАЗА ЦЕОЛИТАМИ
Байрамова Айгюн Сеймур кызы - инженер, докторант, кафедра нефтехимической технологии и промышленной экологии, химико-технологический факультет, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, г. Баку, Азербайджанская Республика
Аннотация: очистку природного газа от H2S, CO2 и NO2 можно проводить адсорбцией или абсорбцией. Наиболее оптимальным сорбционным способом очистки природного газа от H2S, CO2 и NO2 является адсорбционная очистка. Адсорбентами для С02 являются активированный уголь и цеолиты, а для H2S -- только цеолиты NаX. Этот способ позволяет упростить конструкцию системы очистки, так как для регенерации адсорбента, которую можно вести очищенным природным газом, подогретым в теплообменнике, не требуется специального оборудования.
Ключевые слова: адсорбция, природный газ, H2S/ CO2 /NO2, цеолит NаX.
The study of adsorption process of h2s, co2 and no2 from natural gas by zeolite. Bayramova A.S.
Abstract: purification of natural gas from H2S, CO2 and NO2 can be carried out by adsorption or absorption. The most optimal sorption method for purifying natural gas from H2S, CO2 and NO2is adsorption purification. Adsorbents for CO2 are activated carbon and zeolites, and for H2S only NaX zeolites. This method makes it possible to simplify the design of the cleaning system, since no special equipment is required to regenerate the adsorbent that can be cleaned with natural gas heated in the heat exchanger.
Keywords: adsorption, natural gas, H2S / CO2 / NO2, zeolite NaX.
Как известно, очистку природного газа от H2S, CO2 и NO2 можно проводить адсорбцией или абсорбцией. Наиболее оптимальным сорбционным способом очистки природного газа от H2S, CO2 и NO2 является адсорбционная очистка. Адсорбентами для С02 являются активированный уголь и цеолиты, а для H2S -- только цеолиты. Этот способ позволяет упростить конструкцию системы очистки, так как для регенерации адсорбента, которую можно вести очищенным природным газом, подогретым в теплообменнике, не требуется специального оборудования. Недостаток этого способа состоит в дополнительном расходе природного газа на регенерацию адсорбентов [1-3].
Подготовка газа, а также очистка газа адсорбционным способом на практике нашло широкое применение и имеет ряд преимуществ. Это высокие экологические показатели, большая глубина осушки, низкий удельный расход адсорбента, а также хорошие эксплуатационные характеристики установок.
Общие достоинства адсорбционных методов очистки газов:
1) глубокая очистка газов от токсичных примесей;
2) сравнительная легкость регенерации этих примесей с превращением их в товарный продукт или возвратом в производство;
Применение непрерывных способов очистки в движущемся адсорбенте требует высокопрочных промышленных сорбентов, разработка которых для большинства процессов еще не завершена. Поглотительная емкость адсорбента в условиях эксплуатации считается его рабочей или динамической активностью. Динамическая активность всегда ниже статической и зависит от условий работы адсорбента. Динамическая активность адсорбентов является основным показателем, определяющим размеры адсорберов и время цикла сорбции. Для очистки газов от H2S, CO2 и NO2 применяют в основном цеолиты.
Характеристики адсорбента (образцы цеолита NaX) приведены в таблице 1.
Адсорбция позволяет почти полностью извлечь из газовой смеси загрязняющие компоненты и дает возможность осуществлять глубокую очистку газов. Этим объясняется все большее применение в защите окружающей среды адсорбционных методов разделения и очистки газов там, где другие методы оказываются недостаточно эффективными.
Таблица 1. Адсорбционные свойства адсорбентов NaX
|
Показатели |
Образцы |
|||
|
1 |
2 |
3 |
||
|
Плотность, г/см3 |
0,785 |
0,770 |
0,747 |
|
|
Зернение(в мм), % 2,7 - 2,0 2,0 - 1,5 1,5 - 1,0 |
33,2 63,7 3,1 |
34,0 62,8 3,2 |
31,6 63,8 4,6 |
|
|
Содержание, % золы калия серы |
7,4 0,20 0,46 |
7,1 0,26 0, 47 |
7,9 0,27 0,67 |
|
|
Объем пор, см3/г Vми Vме Vма V? |
0,28 0,11 0,28 0,67 |
0,32 0,13 0,31 0,76 |
0,33 0,12 0,35 0, 80 |
|
|
Структурные константы W0 см3 / г В 106 (по бензолу) |
0,29 0,44 |
0,33 0,54 |
0,35 0,54 |
адсорбция природный газ цеолит
Адсорбенты, используемые в системах очистки отходящих газов, должны удовлетворять следующим требованиям: иметь большую адсорбционную способность при поглощении компонентов, имеющие небольшую концентрацию в газовых смесях, обладать высокой селективностью, иметь высокую механическую прочность, обладать способностью к регенерации и иметь низкую стоимость [4].
Опыты по адсорбции проводились по следующей методике. Навески цеолита NaX активировали в муфельной печи при 673К в течение 2 часов, затем охлаждали в эксикаторе. Процесс очистки природного газа на синтетических цеолитах изучали на модельной установке проточного типа. Природный газ из общего коллектора подавался на адсорбционную колонку, представляющую собой цилиндрический аппарат общей высотой 1250 и диаметром 100 мм (объем 10 л).
По результатам анализа рассчитывали динамическую активность адсорбента NaX по формуле (1):
Ад=С0Wt/h (1)
где С0 - начальная концентрация H2S, CO2 и NO2 в растворе, г/100г; W - cкорость газового потока,
м/с; t - время защитного действия адсорбента, h - высота слоя адсорбента, м.
Нами изучены изотермы адсорбции СО2, Н2S и NO2 на адсорбентах - активированный уголь СКТ и цеолит NaX.
Изотермы адсорбции определены на цеолите NaX. Установлено целесообразность использования для адсорбционного выделения СО2, Н2S и NO2 цеолита NaX.
Изотермы адсорбции количественно описаны уравнениями Лэнгмюра.
Таблица 2. Величины статической и динамической активностей адсорбентов - активированный уголь СКТ и цеолит, NaX
|
Адсорбенты |
Активир. уголь СКТ |
Цеолит NaX |
|||||
|
компоненты |
Н2S |
СО2 |
NO2 |
Н2S |
СО2 |
NO2 |
|
|
Статическая активность, г/100г |
9.88 |
7.63 |
6.96 |
12.27 |
10.51 |
9.75 |
|
|
Динамическая активность, г/100г |
7.02 |
5.24 |
4.73 |
9.89 |
8.34 |
7.81 |
Проведенный анализ различных адсорбентов для адсорбции СО2, Н2S и NO2 из природного газа показал, что целесообразно использовать цеолит NaX. При компьютерном моделировании особо важное значение имеют изотермы адсорбции, а также точное численное значение динамической активности. Динамическая активность адсорбентов является основным показателем, определяющим размеры адсорберов и время цикла сорбции.
Список литературы / References
1. Heesink A.B., VanSwaij W.P.M. The adsorption H2S on Chemical Engineering Science. Col. 50, № 22. Р. 3651-3656.
2. Honghong Yi, Zhixiang Wang, Haiyan Liu and others. Adsorption of SO2, NO and CO2 an Activited Carbons: Equilibrium and Thermodynamics // Chemical Engineering data, 2014. 59. 1556-1563.
3. Indra Perdana. Derek Creaser et al. A comparison of NOx adsorption on Na, H and BaZSM-5 films // Applied Catalysis, 2007. V.72. P. 82-91.
4. Быстров Г.А., Гальперин В.М., Титов Б.П. Обезвреживание и утилизация отходов в производстве пластмасс. Л. Химия, 1982. С. 139.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Процесс очистки и осушки сырого газа, поступающего на III очередь Оренбургского ГПЗ. Химизм процесса абсорбционной очистки сырого газа от примесей Н2S, СО2. Краткое техническое описание анализатора АМЕТЕК 4650. Установка и подключение системы Trident.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 31.12.2015Физико-химические свойства этаноламинов и их водных растворов. Технология и изучение процесса очистки углеводородного газа на опытной установке ГПЗ Учкыр. Коррозионные свойства алканоаминов. Расчет основных узлов и параметров установок очистки газа.
диссертация [5,3 M], добавлен 24.06.2015Описание технологического процесса и конструкции аппаратов и оборудования для очистки газа от сероводорода. Разработка алгоритмической и функциональной схемы автоматизации процесса. Разработка схемы средств автоматизации; экономическое обоснование.
дипломная работа [5,6 M], добавлен 22.10.2014Система термической очистки газовых выбросов при использовании в качестве топлива природного газа. Обоснование и выбор системы очистки с энергосберегающим эффектом. Разработка и расчет традиционной системы каталитической очистки от горючих выбросов.
курсовая работа [852,0 K], добавлен 23.06.2015Сведения об очистке природного газа. Применение пылеуловителей, сепараторов коалесцентных, "газ-жидкость", электростатического осаждения, центробежных и масляных скрубберов. Универсальная схема установки низкотемпературной сепарации природного газа.
реферат [531,8 K], добавлен 27.11.2009Расчет материального и теплового балансов и оборудования установки адсорбционной осушки природного газа. Физико-химические основы процесса адсорбции. Адсорбенты, типы адсорберов. Технологическая схема установки адсорбционной осушки и отбензинивания газа.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 24.05.2019Централизации технологических объектов подготовки газа. Конфигурации трубопроводных коммуникаций и расчет рабочего давления. Очистка от механических примесей. Общая оценка процесса осушки газа, способы выделения из него сероводорода и двуокиси углерода.
реферат [992,0 K], добавлен 07.06.2015Теоретические основы процесса и методы очистки масла. Особенности проектирования и расчета параметров установки непрерывной адсорбционной очистки масел месторождения Алибекмола производительностью 500 000 тонн в год. Оценка ее экономической эффективности.
дипломная работа [108,0 K], добавлен 06.06.2012История развития рынка сжиженного природного газа, его современное состояние и перспективы развития. Технология производства и транспортировки сжиженного природного газа, обзор перспективных проектов по созданию заводов по сжижению газа в России.
реферат [2,5 M], добавлен 25.12.2014Характеристика технологического процесса, установка очистки газа от сераорганических соединений. Сбор экспериментальных данных, определение точечных оценок закона распределения результатов наблюдений. Построение гистограммы, применение контроля качества.
курсовая работа [102,6 K], добавлен 24.11.2009Использование природного газа в доменном производстве, его роль в доменной плавке, резервы снижения расхода кокса. Направления совершенствования технологии использования природного газа. Расчет доменной шихты с предварительным изменением качества сырья.
курсовая работа [705,8 K], добавлен 17.08.2014Общая характеристика предприятия и его метрологического обеспечения производства. Исследование технологического процесса компремирования природного газа. Рекомендации по совершенствованию средств измерений в турбокомпрессорном цехе Комсомольской ГКС.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 29.04.2011Физические и химические свойства сероводорода. Понятие сероводородной коррозии, особенности борьбы с ней. Очистка газа от сероводорода. Допустимая концентрация сероводорода в воздухе рабочей зоны. Механизм действия сероводорода на катодную реакцию.
контрольная работа [185,7 K], добавлен 07.07.2014Статические и динамические характеристики доменного процесса. Использование природного газа в доменных печах. Методы автоматического контроля давления, их анализ и выбор наиболее рационального. Расчет измерительной схемы автоматического потенциометра.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 20.06.2010Исследование областей устойчивости локальных параметров сжиженного природного газа при хранении в резервуарах с учетом неизотермичности и эффекта ролловера. Анализ существующих методов расчета ролловера. Математическое моделирование явления ролловера.
магистерская работа [2,4 M], добавлен 25.06.2015Методы очистки промышленных газов от сероводорода: технологические схемы и аппаратура, преимущества и недостатки. Поверхностные и пленочные, насадочные, барботажные, распыливающие абсорберы. Технологическая схема очистки коксового газа от сероводорода.
курсовая работа [108,5 K], добавлен 11.01.2011Виды сепараторов как устройств для очистки всевозможных газов смесей от механических примесей и влаги, находящейся в мелкодисперсном виде. Принцип работы оборудования, нормативная документация. Расчет вертикального гравитационного сепаратора по газу.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 25.10.2014Анализ общих сведений по Уренгойскому месторождению. Тектоника и стратиграфия. Газоносность валанжинского горизонта. Свойства газа и конденсата. Технологическая схема низкотемпературной сепарации газа. Расчет низкотемпературного сепаратора очистки газа.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 09.06.2014Характеристика природного газа, турбинных масел и гидравлических жидкостей. Технологическая схема компрессорной станции. Работа двигателя и нагнетателя газоперекачивающего агрегата. Компримирование, охлаждение, осушка, очистка и регулирование газа.
отчет по практике [191,5 K], добавлен 30.05.2015Механический способ фильтрации. Использование пористого полипропиленового волокна в виде блока-картриджа, который подлежит замене по истечении его ресурса. Недостатки механической очистки. Развитие механического способа очистки с помощью нанотехнологий.
реферат [19,6 K], добавлен 08.03.2011
