1148441931

c.d. tabeli S.

technologii/procesu	Rodzaj i parametry procesu	Zastosowanie procesu, inne uwagi
Sulfinol’^1 (Shell Development Company)	absorpcja fizyczna i chemiczna. roztwór absorpcyjny: sulfolan i DIPA 'Sulfinol-D) lub sulfolan. MDEA. woda (Sulfinol-M), zakres temp. 38-52°C, ciśnienie: 1.01-9,65 MPa. gaz surowy H2S: 0-53,6% mol, C02: 2,6-43,5%, gaz oczyszczony: H2S~(l-8) ppm. CO2~(0,005-3,7)%.	oczyszczanie gazu ziemnego, gazu syntezowego, rafineryjnego: usuwane składniki gazu: H2S, C02.COS. CS2. merkaptany. polisulftdy. węglowodory; Sulfinol-D umożliwia całkowite usunięcie H2S, C02 i COS; Sulfinol-M - charaktery żuje się wysoką selektywnością względem H2S. częściowe usuw anie COS.

Procesy absorpcji chemicznej stosowane są w układach, w których gaz znajduje się pod niskim ciśnieniem, niezależnie od koncentracji zanieczyszczeń w gazie. Do komercyjnych technologii oczyszczania gazów poprzez absorpcję chemiczną należą m.in. procesy: MEA. MDEA. aMDEA. ADIP. SNEA-DEA. Bcnficld i Flexsorb. Coraz częściej stosowane są procesy¹ oparte zarówno na absorpcji fizycznej, jak i chemicznej, czego przy kładem są Antisol i Sulfinol (tabela 5). Roztwory amin MEA, DEA i DGA są absotbentami pozwalającymi na równoczesne usunięcie z gazu siarkowodoru i ditlenku węgla. Roztwory amin trzeciorzędowych TEA i MDEA stosowane są w przypadkach, gdy celem oczyszczania jest selektywny rozdział H₂S od C0₂ i gdy stężenie ditlcnku węgla w gazie oczyszczanym nie jest większe od 70% obj.®⁸.

Odzysk siarki

Jednym z produktów ubocznych instalacji odsiarczania gazu procesowego jest gaz siarkowodorowy zawierający również niewielkie ilości COS. CS_r CO. H₂, C0₂ i NH_V Gaz ten kierowany jest do instalacji odzysku siarki w postaci elementarnej (technologia Claus) lub do układu produkcji kwasu siarkowego.

Proces Claus jest procesem dwuetapowym. W lentp. 982-1370°C związki siarki zawarte w gazie siarkowodorowym ulegają spaleniu do ditlcnku siarki, który następnie ulega katalitycznej konwersji z H S. Produktem procesu jest siarka elementarna o czystości 99,7% wydzielana z gazu siarkowodorowego ze sprawilością dochodzącą do 98%“’. Reakcje chemiczne zachodzące podczas procesu przebiegają zgodnie z rów naniami (3) i (4):

H₂S + 3/20₂ = H₂0 + S0₂    (3)

2H₂S + S0₂ = 2H₂0 + 3S    (4)

Istnieje wiele modyfikacji klasycznej metody odzysku siarki Claus opartych na utlenianiu związków siarki za pomocą powietrza - technologie SURĘ (British Oxygen Corp. and Parsons Cotp.), COPE (Air Products and Chemicals and Goar. Allison & Associates). Oxyclaus (LurgiOelGas Chemie GmbH). Linsulf (Linde AG). Clausplus (AirLiąuidc and ACI). Catasulf (BASF). Supcrclaus (Stork Enginccrs & Contractors B.V.). Sulfreen (Lurgi and SNEA), CBA (BP Amoco), MCRC (Delta Hudson). Selectox (UOP). LO-CAT (U.S. Filier). Ssulferox (Shell Oil and DowChemical)®.

Gaz poreakcyjny z instalacji odzysku siarki zawiera nieprzere-agowane związki siarkowe, takie jak H₂S. COS, CS₂, S0₂. siarkę elementarną oraz N₂, C0₂, H₂0, CO i H₂. W celu ograniczenia emisji zanieczyszczeń do otoczenia gaz. ten poddawany jest obróbce w instalacji utylizacji gazów resztkowych. Idea lej instalacji polega na konwersji związków siarkowych zawartych w gazie resztkowym do siarkowodoru i skierowaniu otrzymanego gazu do układu absorpcji H₂S (w układzie usuwania składników kw aśnych z gazu procesowego). Proces polega na katalitycznym uwodornieniu lub hydrolizie związków siarkowych.

Instalacja obróbki gazów resztkowych jest zwykle połączona z klasyczną instalacją odzysku siarki metodą Claus i stanow i jej integralną część. Do technologii obejmujących połączenie procesu Claus i procesu utylizacji gazów resztkowych należą BSR/MDEA (Parsons Pritchard), Clintox (Linde AG). MODOP (Exon Mobil), HCR (Nuovo IGI). Resulf (TPA), BSR/SeIectox (Parsons/UOP) oraz SCOT (Shell)²*. Najczęściej stosowanym procesem obróbki gazów resztkowych, obejmującym uwodomienie/hydrolizę związków siarkowych oraz absorpcję aminową H,S jest proces Shell Claus Off-Gas Treating (SCOT).

Alternatywą procesu odzysku siarki z gazu siarkowodorowego metodą Claus jest utlenienie związków siarki do S0₂, a następnie do SO_r z którego wytwarzany jest kwas siarkowy. W porównaniu z procesem Claus proces ten jest rzadko stosowany do utylizacji gazów odpadowych w technologiach zgazowania paliw stałych. Przykładami tej metody odzysku siarki są procesy Concat (Lurgi). WSA (Haldor Topsoe AS) i Sulfox (MECS Inc. & KVT). W procesach tych otrzymywany jest kwas siarkowy o stężeniu 93-98%^90Wl. Charakterystykę procesów odzysku siarki z gazu siarkowodorowego będącego produktem ubocznym w procesie odsiarczania gazu procesowego przedstawiono xv tabeli 6.

Separacja wodoru

Gaz procesowy, po całkowitej konwersji tlenku węgla(II) oraz usunięciu składników kwaśnych, zawiera obok wodoru zanieczyszczenia w ilości dochodzącej nawet do 10%. Składnikami tymi są: para wodna, ditlenek węgla, tlenek węgla(II), azot oraz, w śladowy ch ilościach, związki siarki. Dla uzyskania wodoru dużej czystości, wynoszącej ponad 99% gaz musi być poddany procesowi wzbogacania. Obecnie w skali przemysłowej do separacji wodoru stosowane są technologie: adsorpcja zmiennociśnicniowa, PSA (pressure swing adsorption), układy membranowe (polimerowe) oraz separacja kriogeniczna” ^W1. Charakterystykę procesową tych technologii przedstawiono w tabeli 7.

W przemyśle rafineryjnym i w układach zgazowania najbardziej rozpowszechnionym procesem separacji wodoru jest technologia PSA. Do podstawowych zalet procesu PSA w stosunku do pozostałych należą: wysoka czystość otrzymywanego produktu, elastyczność względem zmian składu doprowadzanego gazu. niewielka strata ciśnienia gazu oraz ekonomika produkcji”¹. Dla typowych warunków przebiegu procesu w układach zgazowania węgla (stężenie wodoru powyżej 50% - po procesie WGS. duże strumienie i wysokie ciśnienia gazu procesowego) PSA stanowi obecnie najkorzystniejszą opcję technologiczną.

Separacja wodoru z gazu procesowego metodą PSA polega na jego przepuszczeniu przez nieruchomą warstwę adsorbenla selektywnie adsoibująccgo składniki gazu. W procesie adsorpcji z gazu wodoro-nośnego usuwane są zanieczyszczenia gazu. takie jak NH,, H₂0, CH₄. C0₂, CO. CjH₆, C₂H₄, H₂S, BTK oraz, w ograniczonej ilości, N₂, Ar i 0,'^,JI. Jako adsorbenty stosuje się m.in. porowate zeolity i węgiel aktywny. Proces adsorpcji składników gazu prowadzi się pod wysokim ciśnieniem, a proces desorpcji pod ruskim. Dla efektywnego przebiegu procesu minimalny stosunek ciśnień pomiędzy gazem doprowadzonym do układu a resztkowym powinien wynosić 4:1. Optymalne ciśnienie

239

93/2(2014)