Им. И. М. Губкина унц "газохимия" иох им. Н. Д. Зелинского ран ргу нефти и газа им. И. М. Губкина

Очистка газа окислительными абсорбционными методами

В дополнение к твердым хемосорбентам, которые участвуют в процессах окисления сероорганических соединений с целью их удаления из углеводородных газов, нашли применение методы каталитического окисления, протекающие в растворе. Сущность окислительных абсорбционных методов заключается в поглощении сероводорода раствором какого-либо окислителя с образованием элементарной серы и последующей регенерации раствора воздухом.
Мышьяково-содовый метод (метод Джаммарко—Ветрокка).
Это один из первых промышленных процессов, который, из-за ядовитости рабочего раствора и низких экономических показателей находит в настоящее время весьма ограниченное применение. Очистку от сероводорода по этому методу осуществляют с помощью слабощелоч­ных растворов трех- и пятивалентного мышьяка:

Поглощение проходит при атмосферном давлении и температу­ре 20—40°С. Этот метод обеспечивает высокую степень очистки газов от H₂S. Недостаток—использование токсич­ных реагентов. Схема установки очистки газов мышьяково-содовым методом представлена на рис. 23.
Сорбент может представлять собой водно-щелочной раствор другого катализато­ра, в качестве которого, например, используют комплексное соединение хлорида железа с динатриевой солью этилендиамин тетрауксусной кислоты (Трилон Б).
Щелочно-гидрохиноновый метод. Применяют для очистки больших объемов газа (до 1 млн м³/ч) при сравнительно невысокой начальной концентрации сероводорода (1—1,5 г/м³). Метод разработан в 60-х годах в НИИОГАЗ и получил распро­странение на большинстве отечественных заводов химических волокон. Он основан на поглощении сероводорода водными щелочными растворами гидрохинона. При этом протекает окислительно-восстановительная реакция – сероводород окисляется до серы, хинон – восстанавливается до гидрохинона. Регенерацию хинона проводят окислением гидрохинона кислородом воздуха парал­лельно с поглощением сероводорода в одном аппарате, а более полную его регенерацию в регенераторах путем барботирования сжатого воздуха через поглотительный раствор. Хинон играет роль переносчика кислорода. При этом он переходит из активной окисленной (хинон) формы в восстановленную пассивную (гидрохинон).
Каталитическое окисление молекулярным кислородом. Для селективной очистки от сероводорода малосернистых газов в мировой практике широко применяют жидкофазные окислительные процессы с использованием в качестве окислителя молекулярного кислорода. В нашей стране эти процессы не получили распространения из-за отсутствия промышленного производства необходимых катализаторов – комплексов металлов.
Наибольшее распространение среди промышленных методов получил процесс «Стретфорд», а также процессы с использованием хелатных комплексов железа. В процессе используют абсорбционный раствор, содержащий такие компоненты, как ванадат натрия, динатриевая соль антрахинондисульфокислоты (АДА), карбонат натрия. За рубежом по этой технологии работает более 80 установок. Химизм процесса заключается в абсорбции сероводорода щелочным раствором, последующем окислении сульфид ионов в серу, регенерации раствора окислением. АДА в составе раствора выполняет функцию катализатора окисления ионов ванадия на стадии регенерации. Модифицированный вариант процесса, известный под названием «Сульфолин» (разработан фирмой «Линде», ФРГ) или P-S процесс, предлагает использование в качестве катализатора не АДА, а комплексные соединения железа. В состав раствора дополнительно вводят соединения бора. Функция последних – в предотвращении образовании сульфидных соединений ванадия за счет образования смешанного комплекса «Ванадий-бор». В этом случае окисление поглощенного сероводорода в серу происходит селективно без образования её кислородных соединений. Первая установка, работающая по технологии «Сульфолин», построена в 1985 году. Процессы «Стредфорд» и «Сульфолин» применяют, как правило, при невысоких парциальных давлениях СО₂ (до 50 МПа), так как конкурентная абсорбция СО₂ уменьшает поглотительную способность раствора по сероводороду, снижает рН среды раствора и ухудшает очистку газа. К недостаткам процесса следует также отнести токсичность соединений ванадия
. В АТМОСФЕРУ