Введение

Удаление примесей из газов путем их очистки в водных растворах различных алкиламинов. Обработка газа аминами, также известная как аминная очистка, подслащивание газа и удаление кислых газов, представляет собой группу процессов, использующих водные растворы различных алкиламинов (обычно называемых просто аминами) для удаления сероводорода (H2S) и углекислого газа (CO2) из газов. Это распространенный технологический процесс, используемый на нефтеперерабатывающих заводах, а также на нефтехимических предприятиях, заводах по переработке природного газа и в других отраслях промышленности. Процессы на нефтеперерабатывающих или химических заводах, удаляющие сероводород, называют "подслащивающими", поскольку запах обработанной продукции улучшается за счет отсутствия "кислого" сероводорода. Альтернативой использованию аминов является мембранная технология. Однако мембранное разделение менее привлекательно из-за относительно высоких капитальных и эксплуатационных затрат, а также других технических факторов. Для обработки газа используется множество различных аминов:
Диэтаноламин (DEA)
Моноэтаноламин (MEA)
Метилдиэтаноламин (MDEA)
Диизопропаноламин (DIPA)
Аминоэтоксиэтанол (дигликоламин) (DGA)

Наиболее часто используемые амины на промышленных предприятиях – это алканоламины DEA, MEA и MDEA. Эти амины также применяются на многих нефтеперерабатывающих заводах для удаления кислых газов из жидких углеводородов, таких как сжиженный нефтяной газ (СНГ).

Альтернативные процессы

Альтернативные конфигурации стриппера включают матричную, с внутренним теплообменом, с импульсной подачей и многоступенчатую с раздельной подачей. Многие из этих конфигураций обеспечивают более высокую энергоэффективность для конкретных растворителей или условий эксплуатации. Вакуумная работа благоприятна для растворителей с низкой теплотой поглощения, а работа при нормальном давлении – для растворителей с высокой теплотой поглощения. Растворители с высокой теплотой поглощения требуют меньше энергии для отгонки при изменении температуры при фиксированной производительности. Матричный стриппер обеспечивает восстановление 40% при более высоком давлении и не имеет потерь эффективности, свойственных многоступенчатому стрипперу. Энергопотребление и затраты снижаются, поскольку рабочий цикл ребойлера немного меньше, чем у стриппера нормального давления. Стриппер с внутренним теплообменом имеет меньшее соотношение водяного пара к продукту в отходящих газах, и, следовательно, требуется меньше пара. Многоступенчатая конфигурация с раздельной подачей уменьшает поток в нижнюю часть колонны, что также снижает эквивалентную работу. Импульсная подача требует меньшего теплового ввода, поскольку использует скрытую теплоту водяного пара для облегчения отгонки части компонента из богатого потока, поступающего в стриппер в нижней части колонны. Многоступенчатая конфигурация более привлекательна для растворителей с высокой теплотой поглощения.

Амины

Концентрация аминов в абсорбирующем водном растворе является важным параметром при проектировании и эксплуатации процесса аминовой очистки газов. В зависимости от того, какой из следующих четырех аминов был использован при проектировании установки и какие газы она должна удалять, типичные концентрации аминов обычно выражаются в процентах массы чистого амина в водном растворе: MEA и DEA также требуют значительных энергозатрат на регенерацию для отмывки CO2, что может составлять до 70% от общих эксплуатационных расходов. Кроме того, они более коррозионно активны и химически нестабильны по сравнению с другими аминами. Другой процесс удаления серы – процесс WSA, который извлекает серу в любой форме в виде концентрированной серной кислоты. На некоторых установках несколько абсорбционных колонн с аминами могут использовать общий регенератор. Возрастающий интерес к удалению CO2 из дымовых газов, образующихся на электростанциях, работающих на ископаемом топливе, стимулировал интерес к использованию аминов для удаления CO2 (см. также: улавливание и хранение углерода и традиционные угольные электростанции). В частности, при промышленном синтезе аммиака, в процессе парового риформинга углеводородов для получения газообразного водорода, аминовая очистка является одним из распространенных методов удаления избыточного углекислого газа на стадии окончательной очистки газообразного водорода. При производстве биогаза иногда требуется удалять углекислый газ для приведения его характеристик к уровню природного газа. Удаление часто высокого содержания сероводорода необходимо для предотвращения коррозии металлических деталей после сжигания биогаза.