2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1. Способы нейтрализации сероводорода в газе 8
1.1.1. Концентрирование сероводорода 9
1.1.2. Методы окислительного превращения сероводорода 12
1.1.3. Разложение сероводорода на элементарную серу и водо- 23
род
1.1.4. Методы микробиологической очистки 26
1.1.5. Утилизация сероводорода с получением различных серо- 27
содержащих соединений
1.2. Способы нейтрализации сероводорода в жидких углево- 31
дородах и водных средах
1.2.1. Осадительные способы нейтрализации сероводорода 32
1.2.2. Окислительные способы нейтрализации сероводорода 37
1.2.3. Электрохимические методы нейтрализации сероводоро- 39
да
1.2.4. Адсорбционные способы удаления сероводорода 40
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 43
2.1. Методика лабораторного анализа продуктов реакции 43
2.2. Методы анализа газовых смесей 44
2.3. Методика очистки газа от сероводорода на лабораторной 50
установке
2.4. Лабораторные методы получения и испытания сорбентов 56
2.4.1. Поликонденсация формальдегида и сульфида натрия 56
2.4.2. Методы исследования термической и термоокислигель- 56
ной стабильности полиметиленсульфидов
2.4.3. Методика исследования сорбционной активности поли- 57
алкилен(амино)сульфидов
2.4 .4. Методика получения полиметиленсульфидов с предва- 58
рительным насыщением формальдегида
2.4.5. Получение формтионаля 58
2.4.6. Получение 1,3-Димеркапто-2-тиопропана 59
2.4.7. Извлечение серебра из химически загрязненных стоков 60
3. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА
НЕЙТРАЛИЗАЦИИ СЕРОВОДОРОДА 61
ФОРМАЛЬДЕГИДОМ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОДУКТОВ РЕАКЦИИ
3 1. Исследование и математическое моделирование реакции 63
3
сероводорода с формальдегидом
3.1.1. Моделирование реакции формальдегида с сероводоро- 68
дом в процессе очистки газа от сероводорода
3.2. Комплексообразующие свойства и применение полиме- 77
тиленсульфида
3.2.1. Комплексообразующие свойства полиметилснсульфидов 80
3.3. Синтез и некоторые свойства полиметиленсульфидов 83
3.3.1. Поликонденсация формальдегида с сульфидом натрия 85
3.3.2. Синтез полиметиленмоносульфида реакцией формальде- 88
гида с сероводородом
3.3.3. Термическая и термоокислительная стабильность поли- 91
метиленсульфидов
3.3.4. Токсикологическая характеристика полиметиленсульфи- 93
да (сорбента «Полимерный тиоэфир»)
3.3.5. Потребности в полимерных сорбентах типа ПТЭ на пер- 95
спективу
3.3.6. Технологическая схема получения полимерного тиоэфи- 96
ра
4. ИССЛЕДОВАНИЯ ПОГЛОТИТЕЛЕЙ 101
СЕРОВОДОРОДА НА ОСНОВЕ АМИНОВ И ФОРМАЛЬДЕГИДА, ИХ СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ
4.1. Исследования полиаминов в процессе очистки газа от 101
сероводорода
4.2. Разработка абсорбентов и нейтрализаторов сероводорода 106
в нефти
4.2.1. Получения реагентов типа «Калан» для нейтрализации 109
сероводорода
4.2.2. Нейтрализация сероводорода в нефти и водных раство- 111
рах реагентами типа «Калан »
4.2.3. Опытно-промысловые испытания нейтрализаторов серо- 115
водорода нефти
4.2.4. Поглощение сероводорода газа реагентами типа «Калан» 116
4.2.5. Опытно-промышленные испытания очистки газов от се- 118
роводорода
4.3. Биоцидные свойства нейтрализаторов 124
5. СЕРОСОДЕРЖАЩИЕ СОРБЕНТЫ ДЛЯ 132
ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА И ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ ОТ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
5.1. Сорбенты для экологического мониторинга 132
5.2. Очистка сточных вод от ртути 136
16
абсорбент для очистки газов от сероводорода, который включает растворы комплекса железа с этилендиаминтетраацетатом, карбонат натрия и моно-и диизобутиловые эфиры полиэтиленгликоля. Эффект от применения абсорбента - повышение скорости окисления газа.
Предложен метод очистки промышленных газов от сероводорода путем барботажа газового потока через аммиачный раствор комплексов Бе(11) иРе(Ш) с нитрилацетатом в абсорбционной колонне. В результате получается свободная сера, которая отводится из камеры в специальный приемник . Для очистки от сероводорода газовых потоков с высоким содержанием диоксида углерода предлагается способ, основанный на абсорбции сероводорода растворами, содержащими ионы железа(Ш) и аминокарбоксилаты в качестве комплексообразователей, получении серы и восстановлении железа(Ш). Способ предусматривает стабилизацию ком-плексообразователя.
Для очистки небольших объемов влажных газов в условиях низких температур и давлений предпочтительны гидроксиды железа. Высокая степень очистки обеспечивается на поглотителях, полученных введением растворов трехвалентного железа в суспензию при рН=6 и температуре 40°С. В присутствии водорода взаимодействие оксида железа с сероводородом приводит к образованию сульфида железа. При добавлении в газ кислорода при 250°С получается элементарная сера, удаляемая из зоны реакции в виде паров .
Предложен каталитический жидкофазный способ переработки малосернистых углеводородных и кислых газов нефтехимических производств, основанный на проведении реакции Клауса [18]. В качестве сорбента используется водный раствор аммиачных солей ортофосфорной кислоты, обладающей буферными свойствами. Раствор содержит также тиосульфат аммония и гомогенный катализатор.
17
Путем подбора концентраций компонентов изобретен гетерогенный катализатор жидкофазного окисления сероводорода, содержащий пирит-ный огарок, СЮ2, CuO, V2O5, ZnO нефтяной кокс и глину в определенном соотношении [19].
Калифорнийский университет в Беркли разработал процесс переработки сероводорода в элементарную серу на пиридиновом катализаторе, растворенном в простом эфире гликоля. Реакция протекает при температуре 120 °С с конденсацией серы по мере ее образования [20].
Сероводород можно извлечь с помощью кислого водного раствора сульфата меди с образованием суспензии сульфида меди, отделением газовой смеси и последующим окислением CuS до элементарной серы и рециркуляцией раствора C11SO4 .
В Китае изучено удаление сероводорода и регенерация серы химической абсорбцией в растворе 12-молибдокремниевой кислоты. Сероводород окисляется до элементарной серы, регенерация достигает более 95% [21].
Фирмой Krupp Köppers GmbH предложен способ обесссривания газа, содержащего сероводород, в промышленной установке при низком и высоком давлениях. При низком давлении обессеривание проводят в две стадии с использованием раствора карбоната калия до остаточного содержания сероводорода в газе 0.1-0.5 г/м3. При высоком давлении применяют растворы карбоната калия и гидроксида натрия (остаточное содержание
л
сероводорода в газе менее 2 г/м ). Раствор карбоната калия от обоих процессов подвергают регенерации при 60 °С и давлении 0.2 бар.
В институте катализа СО РАН разработан абсорбент, который готовят из аммофоса с концентрацией 100 -200 г/л при рНН> - 7, обрабатывают сероводородсодержащим газом с последующим отделением образовавшегося осадка и смешивают с раствором гомогенного катализатора .
Исследован и разработан новый класс активных и стабильных гетерогенных катализаторов для окисления сероводорода и меркаптанов в угле-
- Київ+380960830922