Северо-Кавказский научно-исследовательский институт -., природных газов и Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (71)Заявители (54 ) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

ОТ СЕРОВОДОРОДА

Изобретение относится к способам очистки воды от сероводорода и может быть использовано в газовой промышленности для очистки растворов от сероводорода перед их ректификацией.

В настоящее время для:предупреждения гидратообразования на ряде газовых месторождений в скважины закачивают метанол, который после отделения от газа в сепараторах подвергают ректификации. В скважинах метанол разбавляется водой, в которой содержатся ионы кальция, магния и бикарбоната. Если в добываемом газе присутствует сероводород, то раствори 15 также содержат сероводород, который затрудняет ректификацию, вызывая коррозию оборудования и загрязняя окружающую среду. Это вызывает необходимость очистки растворов перед 20 ректификацией от сероводорода.

Известен способ очистки водЫ от сероводорода (1), в котором для окисления сероводорода используют хлориты щелочных и щелочноземельных метаЖтов при рН 6. Являясь сильными окислителями, хлориды могут реагировать с метанолом, присутствующим в растворе, вызывая его потери и ухудшая техни-"---чки показатели процесса 30

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ, по которому очистку воды от сероводорода проводят гидратом окиси железа, а регенерацию образовавшегося сульфата железа осуществляют продувкой воздухом j2).

Такой способ не обеспечивает полной очистки водных растворов от сероводорода. Регенерацию растворов проводят продувкой воздухом, а это значительно усложняет технологию и удорожает процесс.

Если для рчистки взять трехкратный избыток гищ оокиси железа н при регенерации провести четырехкратную продувку воздухом, то степень очистки раствора от сероводорода в присутствии метанола составляет только 67%.

Выпадейие в виде накипи карбонатов кальция и магния приводит к коррозии оборудования и к осложнениям s. системе очистки и при ректификации растворов.

Целью изобретения является повышение степени очистки водных растворов от сероводорода в присутствии метанола.

Цель достигается тем, что водные растворы смешивают с хлористым желе852800 . рН 8,5 рН >8,5

Показатель

Расход на соответст. вующие компоненты

Расход на

Са + Ид сумма н

Расход едкого натра на обработку раствора, кг/м 9 11, 9 6, 6 7, 9

26,4

Расход 30%-ной. соляной кислоты на обработку раствора, кг/м

35,8 19,9 23,8 79,5 эом, нейтрализуют до рН 7,5-8,5, отде,ляют сульфид железа, а регенерацию осуществляют разложением сульфида железа соляной кислотой с последующим возвратом хлористого железа в ,начало процесса. 5

На чертеже изображена принципиаль-(ная схема процесса очистки водных растворов от сероводорода.

Водные растворы, содержащие серо водород, подают в трубопровод, в который насосом 1 закачивают раствор хлористого железа. Полученную смесь направляют в реактор 2, в который добавляют необходимое количество щелочи для достижения рН смеси, равной 15

7,5-8,5.

Образовавшийся сульфид железа от деляют от раствора на фильтре 3. Полученный фильтрат направляют на ректификацию, а сульфид железа вЂ” на обработ- Щ ку соляной кислотой в реакторе 4. Выделившийся сероводород подают на дальнейшую переработку, а полученный раствор хлористого железа возвращают в начало процесса. 25

Пр ер содержащий 136 мг/л сероводорода и 50% метанола, в количестве 1000 мл подвергают очистке. Для этого к раствору добавляют 0,51 г хлористого железа, а затем нейтрализуют 0,56 г едкого натра. Образовавшийся сульфид железа отфильтровывают и определяют в растворе концентрацию. сероводорода. Последнего в растворе нет. Таким образом, предложенный способ обеспечивает 100%-ную очистку водного раствора, содержащего метанол, от сероводорода.

Пример 2. Водный раствор, содержащий, кг/м, сероводорода 5, 4Q

Концентрация ионов желеэа $Fe +) 66 при различных значениях рН растворов, из котоРых осаждается сульфид железа, равных 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7, составляет соответственно 104, .10, 1,, 10 . 10, 10 10 э, 10-® моль/л. Я кальция 3,3, магния 0,9, ионов бикарбоната 2,4 и метанола 50%, в количестве 1 М3 с удельным весом

1000 кг/м Э смешивают с 54 кг 34%-ного раствора хлористого железа. Затем к полученной смеси добавляют 12 кг щелочи для достижения рН 8. После отделения образовавшегося сульфида железа сероводород и ионы бикарбоната в растворе не обнаружены. Отфильтрованный сульфид железа обрабатывают 24 кг 30%-ной соляной кислоты.

При этом получают 3,3 м сероводорода и раствор хлористого железа, который возвращают в начало технологического цикла.

Добавление к раствору щелочи для нейтрализации раствора до рН 7,5-8,5 необходимо, так как в состав водного раствора с метанолом входят ионы кальция и магния. Если рН раствора после добавления щелочи будет выше

8,5, то из раствора. будут выпадать в осадок гидроокиси кальция и магния, которые вместе с сульфидом поступят на стадию обработки кислотой. Это неизбежно приведет к увеличению расхода соляной кислоты и соответственно щелочи на осаждение кальция и магния, что ухудшит технико-экономические показатели процесса.

Пример 3., 1 м водного раствора, содержащего .кг/м,сероводороЭ да 5, кальция 3,3, магния 2,4 и метанола 50%, смешивают для очистки с раствором хлористого железа, затем к полученной смеси добавляют щелочь для нейтрализации раствора и обрабатывают образовавшийся сульфид железа соляной кислотой.

Данные о расходе щелочи и кислоты на обработку 1 мэ раствора при рН

8,5 и рН > 8,5 сведены в таблицу.

При осаждении сульфида железа хлористым железом иэ раствора, содержащего сероводород, установится равновесие при рН 2-3. При такой кислотности ион бикарбоната полностью разрушается, но одновременно кислая

852800

Формула изобретения

Ял.ий натр рйсР серо аео и

)ьм) ВНИИПИ Заказ 5580/1 Тираж 1007 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 среда не позволяет полностью связать сероводород в нерастворимый сульфид железа. Для обеспечения полноты извлечения сероводорода необходимо увеличить рН реакционной смеси до 7,58,5. 5

Величина рН определяется тем, что необходимо полностью перевести в твердую фазу избыток ионов железа который не прореагировал с сероводородом.

Выбранная величина рН обеспечивает полное осаждение железа.

Пределы расхода хлористого железа определяются его растворимостью в воде при различных температурах.Максимальная растворимость хлористого железа при -9 С составляет 14,5 вес.Ъ. 1

Максимальная концентрация его при

40 С составляет 36,20 вес.%. Проведение процесса очистки водных растворов от сероводорода в присутствии метанола при более высокой температуре 20 нерационально, так как будут значительные потери метанола.

Объем хлористого железа, который необходимо закачивать для связывания сероводорода в сульфид железа, значительно меньше, чем в случае использования вэвесей гидроокйси железа.

По предлагаемому способу очистки обеспечивается: 100%-ная очистка водных растворов от сероводорода в присутствии метанола.

Способ очистки водных растворов от сероводорода путем обработки соединениями железа с последующей их регенерацией, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки растворов от сероводорода в присутствии метанола, водные растворы смешивают с хлористым железом, нейтрализуют до рН 7,5-8,5, отделяют сульфид железа, а регенерацию осуществляют разложением сульфяда железа соляной кислотой с последующим

4 возвратом хлористого железа в начало роцесса.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка ФРГ 9 2223790, кл. С 02 С 5/04, 1976.

2 ° Клячко В.А, Лпельцин И.Э.

Подготовка воды для промышленного и городского водоснабжения, М., Стройиздат, 1962, с. 691-693.