Введение

Кислотный газ – это специфический тип природного газа или любой другой газовой смеси, содержащей значительное количество сероводорода (H2S), углекислого газа (CO2) или подобных кислых газов. Определение, является ли газ кислотным, производится после его смешивания с водой. Шкала pH варьируется от 0 до 14, значения выше 7 считаются щелочными, а ниже 7 – кислыми. Вода имеет нейтральный pH, равный 7, поэтому, если после смешивания газа с водой полученная смесь имеет pH менее 7, это означает, что газ является кислотным. Термины «кислотный газ» и «сернистый газ» часто ошибочно принимаются за синонимы. В строгом смысле, сернистый газ – это любой газ, который содержит сероводород в значительных количествах, тогда как кислотный газ – это любой газ, содержащий значительное количество кислых газов, таких как углекислый газ (CO2) или сероводород. Таким образом, углекислый газ сам по себе является кислотным газом, но не сернистым.

Опасность кислотного газа

Когда в процессе сжигается газ, содержащий кислую смесь, этот кислотный газ выбрасывается в атмосферу. Это является одним из наиболее пагубных последствий промышленного производства для окружающей среды – кислотными дождями. Кислотные газы, образующиеся на одной электростанции, могут перемещаться на сотни миль после смешения с молекулами воды в атмосфере. Затем эти соединения возвращаются на землю в различных формах осадков (кислотных дождей) и могут вызывать респираторные заболевания у людей, гибель растений и диких животных, разрушение конструкций и зданий, а также загрязнение источников воды. Кислотные газы опасны не только из-за загрязнения окружающей среды. Они могут быть чрезвычайно легковоспламеняющимися и взрывоопасными под давлением, поэтому их необходимо оберегать от источников тепла, искр и открытого огня. Сульфид водорода – токсичный газ, который может вызывать проблемы с дыханием и удушье. Он также обладает высокой коррозионной активностью по отношению к металлам, что ограничивает выбор материалов для трубопроводов и другого оборудования, используемого при работе с кислым газом, поскольку многие металлы подвержены коррозионному растрескиванию под воздействием сульфидов. Углекислый газ в концентрациях от 7% до 10,1% вызывает головокружение, головную боль, нарушение зрения и слуха, потерю сознания в течение нескольких минут или часа. Концентрации выше 17% смертельны при воздействии более чем в течение одной минуты.

Обработка и безопасность

Прежде чем использовать сырой природный газ, содержащий сероводород и/или углекислый газ, необходимо провести его очистку для снижения содержания примесей до допустимого уровня, что обычно делается с помощью процесса аминовой очистки газа. Для удаления токсичных свойств этих газов применяются физические и химические процессы абсорбции, в ходе которых синтез-газ промывается обедненным растворителем в абсорбере для удаления H2S. После того, как токсичный газ покидает нижнюю часть абсорбера, он направляется в регенератор, где раствор дополнительно отгоняется паром при значительно пониженном давлении для извлечения серы из газа. Удаленный H2S чаще всего впоследствии преобразуется в побочный продукт – элементарную серу – в процессе Клауса или, альтернативно, в ценную серную кислоту в установке WSA. Процессы, применяемые на нефтеперерабатывающих заводах или заводах по переработке природного газа для удаления меркаптанов и/или сероводорода, обычно называют "процессами облагораживания", поскольку в результате получается продукт, лишенный резкого, неприятного запаха меркаптанов и сероводорода.