Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Топливное направление защиты атмосферы от сероводородсодержащих попутных газов роторными абсорберами

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Котова, Светлана Юрьевна

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ АТМОСФЕРЫ ОТ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ

1.1. Способы интенсификации массообмена в газожидкостных системах.

1.2. Конструкции газожидкостных массообменных аппаратов.

1.3. Предлагаемая конструкция двухроторного аппарата.

1.4. Постановка задачи исследования.

2. ДВУХКОМПОНЕНТНАЯ ХЕМОСОРБЦИЯ H2S И С02 ВОДНЫМ РАСТВОРОМ ЭТАНОЛАМИНА.

2.1. Анализ известных методов абсорбционной очистки попутного нефтяного газа.

2.2. Методы моделирования массообмена при хемосорбции.

2.3. Особенности хемосорбции H2S и С02 моноэтаноламином.

3.МАССОПЕРЕНОС В ДВУХФАЗНЫХ СИСТЕМАХ ГАЗ-ЖИДКОСТЬ.

3.1. Общие закономерности.

3.2. Массообмен в газовой фазе.

3.3. Массообмен в жидкой фазе.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1. Описание экспериментальной установки.

4.2. Методика проведения исследований.

4.3. Исследование скорости диссипации энергии.

4.4. Исследование массообмена (на примере десорбции С02).

4.5. Рекомендации по использованию результатов исследования.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Топливное направление защиты атмосферы от сероводородсодержащих попутных газов роторными абсорберами"

Вопросы охраны природы для нефтеперерабатывающей промышленности, вносящей свой вклад в загрязнение атмосферы, гидросферы и почвенного покрова, особо актуальны. По различным статистическим данным на нефтяных месторождениях ежегодно сжигается на факелах от 6 до 10 млрд. м3 попутного газа, содержащего, в зависимости от месторождения, от 8.4 до 11.6 об.% H2S. Для понимания принципов выбора и использования методов подавления выбросов важно осознать размеры проблемы, проведенный расчет показал, что при сжигании попутного нефтяного газа ежегодно в атмосферу выбрасывается до 0.5-1.2 млрд.м3 сернистого ангидрида (S02), оказывающего пагубное воздействие на окружающую среду. Под действием УФ излучения, влаги, озона и кислорода химические вещества, выбрасываемые в атмосферу, претерпевают серьезные изменения. Продукты этих превращений, а также первичные загрязнители взаимодействуют между собой, образуя при этом очень токсичные и опасные соединения. Анализ литературы подтвердил, что для решения вопросов экологизации химических технологий, возможность использования попутного нефтяного газа в качестве топлива для газо-поршневых двигателей и газотурбинных установок при соответствующей очистке от нежелательных компонентов-соединений серы, в том числе сероводорода, наиболее перспективна.

Содержание серы является одним из важнейших показателей качества топлива. Известно, что при повышенном содержании S резко ухудшаются эксплуатационные свойства топлива. Активные сернистые соединения являются очень сильным корродирующими агентами, в связи с чем их присутствие недопустимо.

Применение сернистых топлив приводит к сокращению ресурса работы двигателей в результате быстрого износа их основных деталей, а также снижению их мощностных, экономических и экологических показателей.

Сжигание таких сернистых топлив сопровождается образованием агрессивных оксидов серы S02 и S03 , а также сернистой H2S03 и политионовых кислот H2SnOm ( где m+n=4).

В результате сжигания попутного нефтяного газа в атмосферу выбрасывается огромное количество продуктов горения, таких как S02, С02, СО, Н20, загрязняя при этом окружающую среду.

Существует несколько аспектов проявления последствий такого загрязнения.

Во - первых, фотохимический. Он выражен в изменении соотношения между концентрациями малых, но важных составляющих атмосферы воздуха вследствие протекания фотохимических реакций. В результате рост содержания одних атмосферных газов (а также аэрозолей) сопровождается убыванием других газовых компонентов воздуха.

Во - вторых, радиационный. Колебания в содержании парниковых газов (С02, Н20, Оз и др.), аэрозолей и особенно образование перестых облаков ведут к изменению теплового и радиационного балансов системы Земля - атмосфера и, следовательно, к изменению температуры воздуха как в атмосфере, так и у земной поверхности (таблица 1).

В - третьих, биологический. От содержания озона зависит поток биологически активного ультрафиолетового излучения на уровне поверхности Земли, так как именно этот газ поглощает излучение в области спектра с длинной волны 280- 320 нм, опасное для здоровья человека и животных и подавляющее продуктивность некоторых видов растительности.

ТаблицаТ.Обзор наиболее важных факторов, влияющих на климат.

Время Фоновые конце- Потенциальное влияние на климат и изменение тем-ры воздуха у поверхности

Фактор присутствия в атмосфере Основные стоки нтрации в современ -ной атмосфере Прогноз на будую-щее Масштаб влияния

4 года (Т) Океан 335- 10"6 260- Потепление (Т), Глобально

2 года (С) Биосфера 270- 10~6 (1850г) 290- 10'6 выхолаживание (С); 2х[С02] — > 2-3°С е, возможно одно из со2 (1890г) 335- 10"6 (1980) Возрастание: 0.4% в год глобально, на полюсах в 4-5 раз больше основных

Юсут (Т) Осадки 10- Повыше- Парниковый Локальное

2 года (С) 30000- 10"6 ние из- за роста эффект и образование и региональ н2о промышле нности и развития авиации облаков и осадков (Т) ное (Т), глобальное (С)

8 лет Окисле- 1.6- ю-6 Повыше- Прямое влияние Глобально ние ОН- ние из за на Оз в (Т) и на е радикала- использова парниковый ми, ния эффект;

СНЦ почвенные бактерии ископаемого топлива и роста с/х производст ва 2х[СН4]-> 0.25°С;

0.2 года Окисле- 0.05- Повыше- Эффект сходен Глобально ние ОН- 0.2- 10~6 ние из за С СН4, но по е, радикала- использова величине на региональ

СО ми, почвенные бактерии ния ископаемого топлива порядок меньше ное

4 сут Влажное 0.05 Ожидается Кислотные Региональ и сухое 1- КГ9 дальней- дожди, влияние ное вымыва- шее на формирова- ние, повышение ние облачности, so2 окисление в сульфаты (аэрозоль) аэрозоль влияет на радиационный баланс; 2x[S02]-> 0.02°С;

Обозначения. (Т) - тропосфера, (С) - стратосфера, 2х - удвоение концентрации

При сжигании попутного газа, в котором содержится сероводород, последний превращается в S02 и SO3, продукты горения выбрасываются в атмосферу. Содержание сероводорода в попутном газе в зависимости от месторождения изменяется в очень широких пределах. Механизм сжигания сероводорода на данный момент достаточно подробно изучен.

Основными стадиями, протекающими при сгорании H2S, являются превращения H2S и SO по реакциям: H2S + О —> SO + Н2 SO + 02 —> S02 + о

После расходования H2S, концентрация атомов О возрастает и происходит образование гидроксильных радикалов 0 + Н2 —> ОН + Н, которые участвуют в дальнейшем окислении соединений серы

SO + ОН —> so2 + н.

Ниже приведены реакции, происходящие при сжигании сероводорода. [1,2]

H2S + 02 —> Н02 + SH; SH + 02 —> ОН + SO;

H2S + ОН —> Н20 + SH; SO + 02 —> S02 + О;

H2S + О —> Н2 + SO; H2S + О —> SH + ОН.

Триоксид серы представляет важный промежуточный продукт цепного окисления серы, приводящего к образованию серной кислоты и сульфатов. В низких концентрациях (менее 10% от общего количества выбросов) S03 образуется при сжигании в результате реакции S02 + 0.502 <—> S03.

Газы S02 и S03 эффективно выводятся из атмосферы путем сухого и влажного осаждения или быстро окисляются в S04~~ за срок несколько дней. Это явление получило название кислотный "дождь", или точнее, кислые осадки. Осадки, как правило, всегда имеют кислую реакцию: теоретически рН составляет 5.5- 5.6. Дождь, снег или пыль могут приобрести более кислую реакцию из-за избыточного количества оксидов, антропогенного происхождения. Осадки могут иметь и щелочную реакцию, в частности в тех районах, где присутствуют основные компоненты, например ионы кальция.

При изучении экосистем суши и сельскохозяйственных систем было установлено, что кислотные дожди могут вызывать повреждения растений. Так, дождь, представляющий собой смеси искусственного состава с величиной рН = 2.7-3.4, т.е. значительно более кислый, чем наблюдается в природе, вызывает поражение листьев тополя [3]. При рН = 3.4 было поражено около 1% площади поверхности листьев. К наиболее чувствительным видам относятся бобы и подсолнечник. Большое внимание уделяется изучению воздействия на хвойные породы; дождь с рН = 2.5 не вызывает поражений сосновых игл. Согласно [3], наиболее устойчивыми являются хвойные деревья, затем следуют лиственные деревья, широколиственные растения; травы наиболее чувствительны к воздействию кислотного дождя.

Наиболее яркие примеры изменения лесных экосистем под действием S02 уже принадлежат истории, такие изменения наблюдаются и в настоящее время, как в России, так и за рубежом. Так вблизи газового завода в Центральной Альберте, Канада, где в процессе удаления сероводорода из природного газа происходит выделение S02, основным видом растительности является белая ель (Picea glauca). При проведении исследований в период 1968-1975 гг. было установлено, что площадь поверхности, покрытой подлеском, заметно уменьшается по мере приближения к источнику загрязнения [4].

Уменьшается также число сеянцев белой ели, но наиболее интересный эффект состоит в воздействии на мхи, которые практически полностью отсутствуют в непосредственной близости к источнику S02. На более удаленном расстоянии мхи характеризуются недостаточной густотой и толщиной покрова, уменьшение массы сухого вещества и нарушением системы размножения.

Исследования, проведенные в штате Пенсильвания [5],также показали, что многообразие видов уменьшается по мере приближения к источнику S02; этот признак можно рассматривать как наиболее чувствительный индикатор для обнаружения стрессов, связанных с загрязнением, чем, например, определение скорости роста.

Загрязнение атмосферы сказывается не только на состоянии растительности, но и на заболеваемости людей. В Великобритании, США и Японии установлено, что вслед за появлением в воздухе этого оксида, даже на уровне 100 мкг/м , количество заболеваний дыхательных путей резко возрастало. Росло также число заболеваний бронхиальной астмой, хроническим бронхитом и даже ишемической болезнью сердца.

Помимо этого общество несет большие расходы, связанные с ремонтом или заменой поврежденных материалов, подвергшихся воздействию загрязнения и факторов окружающей среды.

В настоящее время ученые проводят изучение агентов, вызывающих повреждение материалов, но, тем ни менее до сих пор не существует еще более точных количественных соотношений, связывающих количества загрязняющих веществ и степень повреждения конструкционных материалов. Основным типом загрязняющих веществ являются оксиды серы. Механизмы повреждения материалов под действием S02 и других оксидов серы обычно включают действие влаги и реакцию окисления сульфатов. Один из этих механизмов, называемый "синдром кислотного дождя", заключается в том, что дождевая вода с кислой реакцией попадает на поверхность предметов, поддающихся коррозии, в тех районах, где загрязнения воздуха не наблюдается; в результате коррозии происходит разъедание поверхности и другие повреждения предметов, связанные с химическими изменениями.

Второй механизм носит название "синдром кислотного газа". В этом случае растворение S02 и протекание реакции в пленке жидкости на поверхности материалов, подвергающихся воздействию, приводит к образованию кислоты и к повреждению предмета. Известен также "синдром кислотных частиц", при котором повреждение вызывается оседанием кислых частиц сульфатов в отсутствии влаги. В настоящее время практически невозможно установить, какой из названных механизмов является наиболее важным. В таблице 2 приведены различные типы повреждений, вызываемых загрязненным воздухом; рассмотрено действие загрязнителей, обычно присутствующих в воздухе, на различные материалы.

Таблица 2.Повреждение материалов под действием загрязненного воздуха.

Материалы Тип повреждения Основные загрязняющие вещества Другие факторы окружающей среды

Металлы Коррозионное потускнение Оксиды серы, другие кислые газы Влага, воздух, соли

Каменная кладка Эрозия поверхности и обесцвечивание Оксиды серы, кислые газы, аэрозоли Влага, колебания температуры, соли вибрация, микроорганизмы, со2

Краска Эрозия поверхности и обесцвечивание Оксиды серы, сероводород, озон, аэрозоли Влага, солнечный свет, микроорганизмы

Текстильные товары Уменьшение прочности на разрыв, загрязнение Оксиды серы и азота, аэрозоли Влага, солнечный свет, физическое изнашивание

Кожа Снижение прочности, шероховатость поверхности Оксиды серы Физическое изнашивание

В работе [6] описан ряд воздействий сероводорода на материалы, в том числе образование побежалости на цветных металлах, обесцвечивание свинцовых красок и повреждение электрических контактов.

При сжигании остальных компонет попутного газа - углеводородов (например, метан, этан, пропан и др.) образуются углекислый газ и вода.

СН4 + 202 —> С02 + 2Н20; С2Нб + 3,502 —> 2С02 + ЗН20;

С3Н8 + 502 ЗС02 + 4Н20 и т.п.

На протяжении последних лет содержание углекислого газа (С02) в атмосфере Земли стабильно нарастает. В целом начиная с 1950 г выброшено в атмосферу С02: СССР (ныне Россия, страны СНГ и Балтии)-более 100 млрд. т., США- 186.1 млрд. т., страны ЕС- 127.8 млрд. т., Китай-57.6 млрд. т. Следствием этого считают увеличение средней температуры поверхности Земли на 0.5°С за последние 100 лет. Согласно многим прогнозам, подобная тенденция способна сохраниться и в будущем; более того, специалисты сходятся в том, что темпы потепления могут нарастать. Так, если в 1996-1997 гг. большинство оценок повышения температуры земной поверхности к 2100 г. варьировало в пределах 1-3.5°С, то в последнее время считают, что она увеличится на 1.4- 5.8°С, наиболее вероятное повышение на 2.5°С (рис. 1,2).

14.8 -1 годы

Рис.1 Средняя глобальная температура земной поверхности (1866-2000). повышение глоОгшьной температуры

Рис.2 Распределение вероятностей повышения глобальной температуры к 20902100 гг. по сравнению с 1990 г. Площадь под кривой равна единице. Пунктирными линиями отмечены наименьшее и наибольшее вероятные значения повышения температуры 1.4°С и 5.8°С, согласно данным Межгосударственного совета по изменению климата.

При кажущейся несущественности этой величины речь идет не менее о радикальном изменении климатических условий, способном серьезно осложнить жизнь сотням миллионов людей. Средства массовой информации полны примерами климатических аномалий: в мае 1998 г. около 2500 человек скончались в Индии из- за небывалой за 50 лет жары; в июле 2000 г. почти пятая часть территории греческого острова Самос была выжжена пожаром, начавшимся из- за рекордно высокой температуры воздуха, и т.п. Между тем все это не идет ни в какое сравнение с теми последствиями, которые могут быть вызваны таянием арктических, антарктических и континентальных льдов и подъемом уровня океанических вод. При повышении к 2100 г. средней глобальной температуры на 5.8°С он может подняться на 88 см, а это значит, что территории таких стран, как Банглшадеш и Нидерланды, вся дельта Нила, Мальдивские острова, а также значительная часть прибрежных районов Флориды и Лузианы.

Для решения данной экологической проблемы предлагается не сжигать попутный газ на факелах, а использовать его в качестве топлива для газопоршневых двигателей и газотурбинных установок при дополнительной очистке от нежелательных компонентов таких, как сероводород и углекислый газ. Именно присутствие сероводорода в попутном газе делает невозможным его применение в качестве топлива.

В настоящее время наблюдается увеличение доли трудноизвлекаемых запасов нефти в общем балансе стран СНГ и ближнего зарубежья ( если в 60-е годы доля трудноизвлекаемых запасов нефти в общем балансе составляла около 10%, то в 90-е годы она превысила 50% [7]), что влечет за собой необходимость применения специальных методов повышения нефтеотдачи нефтяных пластов. Для решения этой задачи широкое применение находят такие приемы, как закачивание в нефтяные скважины ПАВ, щелочных агентов, концентрированных серной и соляной кислот и других соединений ( таблицаЗ [8]).

Таблица 3. Методы увеличения охвата нефтяного пласта воздействием и применяемые реагенты

Технология Используемые реагенты

1.Повышение охвата пласта воздействием (заводнением) ПДС. ПДС+А1С13, ПДС+ алюминиевая крошка, КДС, ПСК, ДНПХ-1, ДНПХ-3 . а) ПАА, КМЦ, полиоксиэтилен и другие полимеры; б) суспензии горных пород

2. Повышение охвата пласта воздействием ВДС. а) глинопорошок; б) древесная мука

3.Технология увеличения охвата пласта воздействием - закачкой полимеров: ПА А, ОЭЦ, биополимеров, ПАА+ПАВ+ЫагСОз. а) ПАА; б) оксиэтилцеллюлоза; в) биополимеры и др. добавки

4. Воздействием сшитыми полимерными системами, силикатно- полимерным гелем, ВУС. а) ПАА; б) ацетат хрома; в) дисперсные наполнители; г) силикаты

5.Повышение охвата пласта воздействием закачкой силикатных соединений. Низкомодульное и высокомодульное стекло, жидкое стекло

6.Повышение нефтеотдачи закачкой технологических жидкостей под шифром СНПХ-95, СНПХ-9630-НС1, СНПХ-9330 с наполнителем, СНПХ-9633. ПАА, глинистая суспензия, композиции ПАВ

7.Органическое движение вод в промытых пластах и притока в добывающие скважины закачкой различных систем а) гипан- жидкое стекло; б) резиновая крошка; в) резиновая крошка с сламелью

8.Разглинизация и декольматация призабойных зон пласта. Комплекс кислот, ПАВ и щелочных соединений

Технология Используемые реагенты

9.Повышение проницаемости призабойных зон пласта. а) НПХ-8700; б) НПХ-8700+ НС1; в) соляная кислота по различным технологическим схемам; г) соляная кислота + ЩСПК

10.Свабирование. Воздействие с применением сваба и тепла

11 .Гидросвабирование с применением кислот. а) сваб; б) соляная кислота

12.Термобароимплозионное воздействие (ТБИВ). Использование имплозионных устройств и горючего вещества

П.Дистрел и перестрел продуктивного пласта с применением ТБИВ и созданием депрессии в забое. а) перфоратор; б) ТБИВ

14.Термобарохимия. Комплекс кислот с теплом

1З.Гидрофибизация. Гидрофибизатор, реагент Васхид

Методы повышения нефтевытеснения

1.Заводнением с ПАВ и комбинацией с ПАВ, пенными системами. а) ПАВ; б) пенные системы

2.Заводнение щелочами. Диаммонийные фосфаты

Методы повышения вытеснения нефти и охвата пласта воздействием (комплексного действия )

1 .Заводнение щелочно-суспензионно -- полимерной композицией. а) щелочь; б) ПАА; в) наполнитель

2.Заводнение с ПАА-ПАВ, ПАА-ПАВ-щелочь. а) ПАА; б) ПАВ; в) щелочь

3.Закачка алюмохлорида и щелочных реагентов в терригенных пластах. а) алюмохлорид; б) щелочные реагенты

4.Силикатно-щелочное заводнение. а) жидкое стекло; б) щелочь

5.Заводнение с применение серной кислоты и наполнителей. а) концентрированная серная кислота; б) ПАВ; в) нефть; г) мел и др.

6. Повышение нефтеотдачи пласта закачкой гидрофобной эмульсии с ПАВ. а) гидрофобизатор; б) ПАВ

Химические превращения, происходящие в результате взаимодействия компонентов нефти с различными технологическими добавками, изучены мало и представляют несомненный интерес с точки зрения выявления продуктов такого взаимодействия и выяснения их влияния на коррозионные свойства нефти. Принципиальную возможность таких химических превращений для разных классов нефтяных углеводородов можно проиллюстрировать приводимыми ниже реакциями [9].

При реакциях аренов сконцентрированной серной кислотой, взятой в избытке, образуются сульфокислоты и сульфоны, растворимые в серной кислоте:

СбНб + H2S04 —> C6H5S020H + Н20 C6H5S020H + С6Н6 —> C6H5S02C6H5 + Н20

При взаимодействии с алкенами образуются продукты присоединения двух типов: кислые эфиры (алкилсерные кислоты, моноалкилсульфаты) и средние эфиры ( диалкилсульфаты):

RCH2=CH2 + HOSO3H —> rch2ch2oso3h 2 RCH2=CH2 + HOSO3H —> rch2ch2oso2och2ch2r

Кислые эфиры получаются при относительно низких температурах; они имеют кислотный характер, растворяются в воде, при нейтрализации щелочью дают соответствующие соли. Средние эфиры образуются при повышенных температурах ( более 40°С) и при нагревании кислых эфиров.

Средние эфиры нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в углеводородах и органических растворителях. Сероводород при взаимодействии с серной кислотой окисляется с образованием элементной серы и сернистого ангидрида:

H2S + H2S04 —> S + H2S03 + H20 H2S03 —> S02 + H20

H2S + H2S04 —> S + S02 + 2 H20

Реакция меркаптанов с серной кислотой протекает в три стадии; продуктами реакции являются дисульфиды, которые легко растворяются в серной кислоте и сернистый ангидрид:

RS

RSH + H2S04 —> > S02 + Н20 ОН

RS RS

RSH + > S02 —> > S02 + H20 OH RS

RS

S02— >RSSR+ S02

RS

2 RSH + H2S04 —> RS-SR + S02 + H20

При действии концентрированной серной кислоты на тиофен образуются тиофенсульфокислоты и оксид серы.

Имеющиеся в составе нефти азотсодержащие соединения взаимодействуют с серной кислотой, образуя сульфаты. Нафтеновые кислоты частично растворяются в серной кислоте, а частично сульфируются, причем карбоксильная группа нафтеновых кислот при сульфировании не разрушается.

Следует отметить, что наиболее детально изучены реакции, происходящие при взаимодействии компонентов нефти с концентрированной серной кислотой и щелочами.

К появлению новых соединений в нефтях, в частности, хлорорганических соединений, может приводить также промывка внутренней поверхности труб нефтедобывающих скважин отходами органических соединений, содержащими хлорированную органику. Такая промывка применяется для очистки и " залечивания " дефектов внутренней поверхности труб, а в результате хлорорганические соединения оказываются в нефти и вместе с ней поступают в нефтепроводы и на НПЗ.

Для очистки и переработки попутных газов созданы и успешно функционируют крупные газоперерабатывающие заводы. Задача, которая поставлена в диссертации, заключается в том, чтобы обосновать возможность создания автономных установок, основанных на хемосорбционном методе защиты атмосферы от загрязнения попутными нефтяными газами, содержащими сероводород непосредственно в условиях удаленных промыслов.

Приведенные ниже примеры для удобства содержат ссылки на электростанции на базе двигателей всемирно известной компании «Cummins» («Камминз», США).

Первый пример. Для обеспечения нужд нефтяного промысла электрической энергией применяется газо-поршневая электростанция мощностью 1360 кВт на базе двигателя QSV81G производства компании «Камминз». Топливо - очищенный попутный газ. Электростанция является основным источником электроэнергии, работает в постоянном режиме. Годовая наработка электростанции с учетом проведения регламентных работ составляет 8600 ч/год, соответственно, годовая выработка электроэнергии составит 11690000кВт. Стоимость 1 кВт/ч электроэнергии примем равной 0.6 рубля. Таким образом, стоимость выработанной за один год электроэнергии составит, ориентировочно, 7014000 рублей или, приблизительно, 236000 долларов США. Таким образом, если электроэнергия приобретается у региональных представителей РАО ЕЭС, потребитель для обеспечения своих нужд ежегодно будет затрачивать 236000 долларов.

Второй пример. Для электроснабжения используется дизельная электростанция аналогичной мощности (более конкретно - дизельная электростанция мощностью 1350 кВт на базе двигателя QSK60G2). Режим работы - постоянный источник электроэнергии. Потребление топлива указанным двигателем составляет 320л в режиме постоянной 100% нагрузки. По самым скромным подсчетам годовые затраты только на топливо из расчета эксплуатации электростанции 8600ч/год составят более 12000000 рублей или 404 000 долларов. Затраты на обслуживание агрегатов в соответствии с регламентными циклами в обоих случаях не рассматриваются.

Становится очевидным, что если добыча нефти сопровождается выделением определенного количества попутного газа, то отправлять последний на сжигание расточительно. При этом следует заметить, что добыча попутного газа не требует никаких капиталовложений, ведь попутный газ сопровождает основной продукт добычи - нефть.

Известно, что газ, добываемый на юге России (Оренбургские, Астраханские месторождения), также содержит сернистые соединения. Электроснабжение промыслов осуществляется от ЛЭП, удаленных промыслов при помощи дизельных электростанций, работающих в постоянном режиме. Используя очищенный непосредственно на промысле газ для его применения в качестве топлива для газо-поршневых двигателей или газотурбинных установок, можно полностью отказаться от услуг энергетиков и не затрачивать ежегодно огромные средства для закупки дизельного топлива.

Не следует забывать о том, что магистральный трубопровод, по которому неочищенный газ попадает на переработку на ГПЗ, страдает от значительного содержания серосодержащих соединений, вызывающих процессы сернокислой коррозии. Можно предположить, что для продления сроков эксплуатации трубопровода, запорной арматуры и другого оборудования, находящегося в непосредственном контакте с неочищенным газом, необходимо осуществлять очистку газа на входе в трубу.

Среди разработанных методов извлечения H2S из газа, как в России, так и за рубежом, наибольшее распространение получила технология, основанная на хемосорбционном поглощении сероводорода водными растворами этаноламинов. Установка сероочистки, работающая на этом принципе, представляет собой замкнутую по абсорбенту систему абсорбер - десорбер с циркуляцией раствора этаноламинов, и от конструкции этих аппаратов в значительной степени зависят ее экономические показатели. В природных и попутных нефтяных газах сероводороду сопутствует двуокись углерода (С02) и при обработке газа моноэтаноламином (МЭА) оба эти компонента извлекаются одновременно. Во многих случаях требуется извлечение только H2S как наиболее агрессивного компонента, а поглощение С02 является источником дополнительных затрат.

Традиционные установки представляют собой колонные аппараты, имеющие большие габариты и, как следствие, большую металлоемкость. Это создает трудности при монтаже подобных установок, их эксплуатации, и при проведении регламентных работ. Многоярусная компоновка оборудования, большая занимаемая площадь - основные недостатки подобных установок. Размещение установки либо на открытом воздухе, либо в крупногабаритном производственном корпусе. Очевидно, что обслуживание подобной установки в открытом исполнении при низких температурах невозможно.

В работе предлагается установка по сероочистке, в которой применен принципиально новый способ взаимодействия очищаемого газа и жидкого сорбента. За счет этого металлоемкость установки снизилась в десятки раз по сравнению с традиционными установками при одинаковой производительности. Расходные коэффициенты, по количеству абсорбента в сравнении с традиционными способами не изменились, не изменился также объем очищаемого газа, пропускаемого через установку. Выдерживается самый главный параметр - степень очистки, которая, в соответствии с требованиями фирм - производителей, например, газопоршневых электростанций, составляет 0.01% об.

Предлагаемый к применению в таких установках двухроторный аппарат зарекомендовал себя, как высокоэффективный и производительный, обладающий низким гидродинамическим сопротивлением. Капельный характер взаимодействия фаз, высокие скорости газа и малая задержка жидкости позволяют предположить, что при использовании таких аппаратов для абсорбции H2S и С02 раствором МЭА можно избежать образования пены в системе и повысить селективность извлечения H2S, что значительно снижает общие затраты на абсорбцию. Поэтому изучение работы двухроторного аппарата в установках очистки попутного газа представляет практический и теоретический интерес.

Целью данной работы являлся выбор и научно-техническое обоснование физико-химического метода очистки выбросов попутного нефтяного газа от сероводорода для последующего его использования в качестве топлива газо-поршневого привода автономных источников электропитания на нефтяных промыслах.

В ходе выполнения работы рассматривались следующие задачи:

- анализ и оценка масштабов загрязнения атмосферы H2S и S02 при сжигании попутных нефтяных газов;

- выбор пути использования попутных нефтяных газов в качестве топлива и обоснование метода их высокоэффективной очистки от H2S;

- анализ известных конструкций массообменных аппаратов и разработка абсорбера, наиболее полно отвечающего поставленной задаче;

- изучение кинетики массопередачи в системе H2S - С02 - МЭА при различных конструктивных и технологических параметрах;

- исследования особенностей массообмена в системе газ - жидкость при высоких скоростях диссипации энергии;

- теоретическое и экспериментальное обоснование возможности создания малогабаритной установки очистки попутного газа с целью его дальнейшего использования в автономных энергетических модулях.

Исследования проводились на моделях лабораторного и опытно-промышленного двухроторного абсорбера. Модели были скомпонованы в виде единой экспериментальной установки, снабженной контрольно-измерительными приборами. Исследования проводились в лабораториях кафедры машин и аппаратов химических производств и кафедры инженерной защиты окружающей среды Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета).

Предложена и экспериментально проверена возможность создания установки очистки попутного газа в системе H2S - С02 - МЭА, с целью его дальнейшего использования в автономных энергетических установках на нефтяных промыслах.

С использованием положений полуэмпирической теории турбулентного переноса получена зависимость для расчета коэффициента массоотдачи в газовой фазе в условиях подвода дополнительной механической энергии двумя, вращающимися синхронно, роторами.

На основании моделей массообмена в двухфазной системе газ -жидкость предложена методика определения объемного коэффициента массоотдачи, учитывающая нестационарный характер массопереноса в жидкой фазе при наличии хемосорбции.

В результате проведенных экспериментов показана высокая эффективность предлагаемого аппарата. При высоте ступени контакта 1030 мм его гидравлическое сопротивление составляло 20-50 Па, а скорость газа в поперечном сечении аппарата достигала 2.5 м/с; объемный коэффициент массопередачи изменялся от 0.1 до 0.4 с"1 (при скорости диссипации энергии 10-50 кВт/м), что в 1.5-2 раза выше, чем у аналогичных аппаратов.

Показана целесообразность использования предложенного абсорбера в установках очистки газа от H2S и С02 раствором МЭА. Разработана методика расчета аппарата, которая позволяет выбрать оптимальные размеры контактных элементов, и скорость газа, при его работе в качестве абсорбера установки очистки попутного газа от сероводорода.

По разработанному алгоритму рассчитан, спроектирован и предполагается к внедрению двухроторный аппарат в установках абсорбционной очистки попутного газа для автономных энергетических генераторов. Окупаемость такой абсорбционной установки не превышает полугода.

В первой главе проанализированы различные физико-химические, геометрические и гидродинамические факторы, влияющие на эффективность массообмена в газожидкостных системах, и выделены те из них, наличие которых способствует интенсификации процесса. Рассмотрены известные конструкции массообменных аппаратов, выявлены их достоинства и недостатки.

Основными недостатками тарельчатых и насадочных аппаратов, используемых для очистки газа от сероводорода, являются невысокая производительность по газу, низкая селективность поглощения сероводорода и наличие пенообразования. Последнее снижает ресурс по производительности и способствует повышенному уносу жидкости с газом. Создание автономных установок требует разработки высокопроизводительных и эффективных абсорберов, в которых эти недостатки были бы устранены.

По этой причине, в последнее время, возрос интерес к массообменной технике, работающей в интенсивных режимах развитой турбулентности с высокими относительными скоростями потоков газа и жидкости, и малым временем пребывания обрабатываемых фаз в рабочей зоне аппарата.

Этим требованиям в полной мере отвечают роторные аппараты, в которых межфазная турбулентность обеспечивается за счет действия центробежных сил. Кроме того, они имеют малое гидравлическое сопротивление и высокую удельную производительность. Однако, помимо достоинств роторные аппараты имеют и ряд недостатков. Для проведения массообменных процессов, требующих большого числа ступеней контакта лучше всего подходят аппараты со струйно-капельными контактными устройствами. Но, несмотря на многообразие конструктивных решений, эффективность таких аппаратов одинакова и находится в пределах 0.5-0.8 теоретических тарелок на единицу контактного элемента. Поэтому наиболее рациональными являются конструкции аппаратов с дисковыми контактными элементами.

Большое свободное сечение контактных элементов обеспечивает низкое гидравлическое сопротивление, ударный характер сепарации капель резко снижает возможность пенообразования.

Во второй главе приведен литературный обзор по проблемам двухкомпонентной хемосорбции H2S и С02 водным раствором моноэтаноламина, которая представляет собой процесс двухкомпонентной абсорбции, осложненной протеканием химических реакций этих компонентов в жидкой фазе. Его анализ проводится путем совместного решения дифференциальных уравнений переноса вещества и уравнений кинетики химических реакций.

В ряде работ было показано, что реакция H2S с МЭА представляет собой реакцию протонного переноса и имеет большую скорость ГАС =2.8

• 109 - 3.0 • Ю10 м /(кмоль • с). Поэтому ее можно считать мгновенной по сравнению со скоростями, обусловленными диффузией веществ. Порядок ее при избытке свободного МЭА в реакционной зоне можно принять псевдопервым. Реакция С02 с МЭА протекает медленнее, имея гвс = 7.6 ■

3 3

10 м/(кмоль • с), поэтому ее считают умеренно быстрой. При избытке свободного МЭА она протекает также по псевдопервому порядку. Разница в механизмах поглощения H2S и С02 предопределяет увеличение селективности при возрастании интенсивности перемешивания двухфазной системы газ-жидкость.

В третьей главе рассмотрены теоретические вопросы, посвященные исследованию массообмена в двухфазных системах. При анализе массопереноса в газовой фазе наиболее перспективным является метод, когда для описания массообмена используются представления теории локальной изотропной турбулентности, и коэффициент массоотдачи определяется, как функция скорости диссипации энергии, затрачиваемой на перемешивание. В соответствии с данной теорией коэффициент массоотдачи зависит от единственного параметра - скорости диссипации энергии 8, и не зависит от размера капли. Это возможно только в том случае, если толщина вязкого подслоя меньше размера капли или размер капли существенно больше микромасштаба турбулентных пульсаций. Реализация этих условий достигается при значительной скорости у диссипации энергии гораздо большей, чем 1 кВт/м . Практически получить такие скорости диссипации можно только в аппаратах предложенной конструкции.

Для описания массопереноса в жидкой фазе наиболее приемлемы модели, учитывающие нестационарный характер диффузии, протекающей вблизи границы раздела фаз, и массоперенос может быть рассчитан на основе решения полного уравнения диффузии для капель жидкости, размер которых настолько мал, что циркуляцией жидкости в капле можно пренебречь.

При высокоинтенсивном процессе образования и дробления капель в насадке аппарата среднее время их жизни пропорционально времени, за которое капля пройдет расстояние соизмеримое со своим диаметром. Поскольку диаметр образующихся капель связан со скоростью диссипации энергии выражением и массоперенос в жидкой фазе также зависит от скорости диссипации энергии. Расчетные ожидаемые значения коэффициента массоотдачи Ку при скорости диссипации энергии порядка 10-50 кВт/м3 лежат в пределах 0.15 -0.7 с"'.

Экспериментальная часть работы {глава четыре) имела целью подтвердить высокую эффективность предложенной конструкции массообменного аппарата, и доказать возможность его применения в автономных установках очистки попутного газа от экологически вредных примесей. Была разработана и собрана экспериментальная установка, предусматривающая использование аппаратов с различными диаметрами роторов. Лабораторный ротор имел диаметр 80мм, а опытнопромышленный -диаметр 160мм. Основные характеристики роторных аппаратов, используемых в экспериментах, представлены в таблице 6.

Различные гидродинамические условия в исследуемых аппаратах моделировались за счет изменения расходов жидкости и газа, а также за счет изменения частоты вращения валов, при этом определялось значение мощности затрачиваемой на перемешивание газожидкостного слоя, и вычислялся коэффициент скорости диссипации энергии.

Изучение эффективности двухроторного аппарата заключалось в определении интенсивности массообмена в зависимости от гидродинамических параметров системы. В качестве таких параметров использовались расходы жидкой и газовой фаз, а также частота вращения роторов. Влияние каждого параметра на массообмен исследовалось отдельно. При этом значения двух других параметров оставались постоянными. Обобщить экспериментальные данные для различных гидродинамических параметров удалось при использовании, в качестве определяющего фактора, скорости диссипации энергии в рабочем объеме аппарата. Выбранный в таком виде определяющий фактор универсален тем, что опосредовано, учитывает влияние параметров, изменяемых в ходе экспериментов. Установлено, что объемный коэффициент массопередачи зависит от высоты ступени контакта. Было выдвинуто предположение о том, что в действительности процесс протекает не во всем объеме насадки, а в некотором эффективном объеме, величина которого не зависит от высоты ступени контакта. Было установлено, что эффективная высота газожидкостного слоя равна 3.5 мм. Погрешность определения объемного коэффициента массопередачи по предложенной методике для большинства экспериментальных точек не превышала 15 %.

В конце главы приводятся рекомендации по использованию результатов исследований для расчета и конструирования двухроторного аппарата, а также подтверждается возможность его применения в автономных установках очистки попутного газа. Как показали результаты расчета коэффициента селективности поглощения H2S по сравнению с С02, его значения могут достигать 23-25. В традиционных конструкциях абсорберов такой степени селективности нельзя достичь, применяя даже современные селективные поглотители.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Котова, Светлана Юрьевна

ВЫВОДЫ

1. Дана количественная оценка масштабов загрязнения воздушного бассейна сернистым ангидридом в процессе сжигания сероводородсодержащих попутных нефтяных газов.

2. Предложен новый метод утилизации сероводородсодержащих попутных нефтяных газов для последующего их использования, при соответствующей очистки от сероводорода, в качестве топлива в автономных энергетических установках.

3. Показано, что для известных абсорберов характерна невысокая производительность по газу, низкая селективность поглощения сероводорода и наличие пенообразования, и создание мобильных установок хемосорбционной очистки попутного газа требует разработки высокопроизводительных и эффективных абсорберов, в которых эти недостатки были бы устранены.

4. Создана экспериментальная установка, с помощью которой изучались гидродинамические, энергетические и массообменные характеристики работы предложенного абсорбера, и исследовалась возможность моделирования в условиях масштабного перехода.

5. На основании положений полуэмпирической теории турбулентного переноса получена зависимость для расчета коэффициента массоотдачи в газовой фазе в условиях подвода дополнительной механической энергии двумя, вращающимися синхронно роторами.

6. На основании модели массообмена в двухфазной системе газ -жидкость предложена методика определения объемного коэффициента массоотдачи, учитывающая нестационарный характер массопереноса, для случая, когда сопротивление процессу сосредоточено в жидкой фазе.

7. Теоретически и экспериментально доказана высокая эффективность двухроторных аппаратов:

148

- объемный коэффициент массопередачи по жидкой фазе достигал 0.4 с"1, а коэффициент полезного действия ступени контакта изменялся от 0.5 до 0.8;

- высота ступени контакта в аппарате не превышала 10-30мм;

- скорость газа в поперечном сечении достигала 2.5м/с;

- гидравлическое сопротивление ступени контакта не превышало 50Па для режимов близких к захлебыванию аппарата и 20-3ОПа для рабочих режимов.

8. На основании теории локальной изотропной турбулентности и понятия о скорости диссипации энергии предложена методика определения мощности, затрачиваемой на перемешивание газожидкостного слоя. С учетом представлений о неоднородности поля диссипации энергии, в рамках этой методики получена и экспериментально подтверждена зависимость коэффициента скорости диссипации энергии от критерия Рейнольдса.

9. Предложены рекомендации по расчету основных геометрических размеров (высота известных колонных аппаратов может достигать нескольких десятков метров, высота предлагаемого роторного аппарата не превышает одного метра) и технологических параметров двухроторного аппарата при применении его в автономных установках очистки попутного газа от сероводорода.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Котова, Светлана Юрьевна, Санкт-Петербург

1. Cullis, C.F., and Mulcahy, M.F.R., The Kinetics of Combustion of Caseous Sulfur Compounds, Comb and Flame (1972), 18, P.225.

2. Kramlich, J.C., "The Fate and Behavior of Fuel- Sulfur in Combustion Systems, " Ph.D. Thesis, Washington State University, Pullman, WA, 1980, P.171-175.

3. Upham, J.B., Haynie, F.H., and Spence, J.W., Fading of Selected Drapery Fabric by Air Pollution, J.Air Poll.Control Assoc. (1976), 26(8), P.790.

4. Winner, W.E., and Bewley, J.D.(1978), Contrasts Between Bryophyte and Vascular Plant is an S02 Stressed White Pine Association in Central Alberta, Oecologia 33, P.311-325.

5. Rosenberg, C.R., Hutnik, R.J., and Davis, D.D. (1979) , Jorest Composition at Varying Distances from a Coal-Burning Power Plant, Environ. Pollut. 19, P.307-317.

6. Yocom, J.E., and Upham, J.B., Effects on Economik Materials and Structures, Air Pollution, Vol.2, 3 rd edition ( A.C. Stren, ed), Academic Press, New York, 1977, P.65-116.

7. Гумерский X.X., Мамедов Ю.Б и др. Российская нефтяная промышленность на пороге нового века: оценки прошлого , настоящего, будущего.- Нефтяное хозяйство. 2000, №7,22-26 с.

8. Газизов А.Ш., Лебедев Н.А. и др. Исследование механизма воздействия физико- химических методов повышения нефтеотдачи на нефтеводонасыщенный коллектор,- Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений. 2000, №1, 20-25 с.

9. Богомолов А.И., Гайле А.А. и др. Под редакцией Проскурякова В.А. Химия нефти и газа. Учебное пособие для вузов. Санкт-Петербург:Химия, 1995, 448 с.

10. Рамм В. М. Абсорбционные процессы в химическойпромышленности. М.: Госхимиздат, 1951. - 352 с.

11. Франк-Каменецкий Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М.: Наука, 1967. - 491 с.

12. Интенсивные колонные аппараты для обработки газов жидкостями. / Под общей ред. Э. Я. Тарата. Л.: Изд-во. ЛГУ, 1976. - 240 с.

13. Балабудкин М. А., Голобородкин С. И., Шулаев Н. С. Об эффективности роторно-пульсационных аппаратов при обработке эмульсионных систем. // ТОХТ. 1990. Т. 24, № 4, 502-508 с.

14. Пикков Л. М. Эффективность использования механической энергии в массообменных аппаратах. // ТОХТ. 1986. Т. 20, № 2, 241-243 с.

15. Vivian J. I., Brian P. L. Т., Krukonis V. J. The Influence of Gravitational Forces on Gas Absorption in a Packed Column. // A. I. Ch. E. Journal. -1965. V. 1, № 6. - P. 1088-1091.

16. Городецкий И. Я., Олевский В. М., Левитанайте Р. П., Легочкина Л. А. Исследование массопередачи в абсорбционных аппаратах при наложении пульсационных колебаний. // Химическая промышленность. 1965, № 11, 834-837 с.

17. Тютюнников А. Б., Тарынин Е. К. Современное колонное оборудование для массообменных процессов в системах газ -жидкость. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1977, 52 с.

18. Гелперин Н. Н., Пебалк В. Л., Костанян А. Е. Структура потоков и эффективность колонных аппаратов химической промышленности. -М.: Химия, 1977, 261 с.

19. Броунштейн Б. И., Щеголев В. В. Гидродинамика, массообмен и теплообмен в колонных аппаратах. Л.: Химия, 1988, 335 с.

20. Коган В. Б., Харисов М. А. Оборудование для разделения смесей под вакуумом. Л.: Машиностроение, 1976, 376 с.

21. Филиппов И. П. Исследование и расчет аппаратов с вертикальными решетками (сетками): Диссерт. на соискание ученой степени к-та. техн.наук. / ЛТИ им Ленсовета. Л., 1975, 126 с.

22. Олевский В. М., Ручинский В. Р. Роторно-пленочные тепло- и массообменные аппараты. М.: Химия, 1977, 208 с.

23. Олевский В. М., Ручинский В. Р., Кашников А. М., Чернышев В. И. Пленочная тепло- и массообменная аппаратура. М.: Химия, 1988, 240 с.

24. Стабников В. Н. Расчет и конструирование контактных устройств ректификационных и абсорбционных аппаратов. Киев: Техшка, 1970, 208 с.

25. А.с. 768410 СССР, МКИ В01 D3/30. Роторная массообменная колонна. / В. Р. Ручинский, Б. А. Турнов, Ю. Т. Нечаев и др. (СССР). -№ 2676217; Заявл. 23.10.78; Опубл. 07.10.80, Бюл. № 37, 2 с.

26. Кафаров В. В. Основы массопередачи. М.: Высшая школа, 1972, 494 с.

27. Neimann F. Rotationskolonnen und andere Bauarten fur die Rektifikation bei Drucken von 20 bis 1 Torr. // Chem. Ing. Techn. 1961. - Bd. 33, №7. -P. 485-491.

28. Reichle L., Billet R. Vacuum Rectification in High Efficiency Equipment. // Ind. Eng. Chem. 1965. - V. 52, № 4. - P. 52-60.

29. Kirschbaum E. Neues aus der Rektifiziertechnik. // Zeitschrift VDJ6. -1956. Bd. 98, № 32. - P. 1797-1804.

30. Харисов M. А., Петров Ю. А. Исследование гидравлических и массообменных характеристик роторных ректификационных колонн. // Материалы III Всесоюзной конференции по теории и практике ректификации. 4.2. Северодонецк, 1973, 55-61 с.

31. Галаган Н. К., Никитин И. С. Исследование разбрызгивающих роторов. // Проблемы химического машиностроения. М.: ЦИНТИнефтехим, 1968, 32-33 с.

32. Петров Ю. А., Харисов М. А. Исследование оптимальныхсоотношений конструктивных и гидравлических характеристик при моделировании гидродинамических условий в роторных колоннах. // Теор. основы хим. технол. -1975, вып. 2., 77-81 с.

33. Николаев В. С. Вертикальный роторный аппарат для проведения физико-химических процессов между газами и жидкостями. // Материалы межвузовской конференции по машинам и аппаратам диффузионных процессов. Казань, 1961, 263-269 с.

34. Аношин И. М. Об энергии динамического состояния поверхности массопередачи в роторных аппаратах. // Изв. вузов. Пищевая технология,-1962, №6, 105-108 с.

35. Аношин И. М., Малин В. Н. Массообмен в ректификационных аппаратах роторного типа и методика их расчета. // Изв. вузов. Пищевая технология.-1966, №6, 117-121 с.

36. Лозовой А. С., Бреднев В. М., Александровский А. А. Роторный массообменный аппарат с рециркуляцией жидкой фазы. // Труды КХТИ. -1973, вып.№ 5, 75-83 с.

37. Сафин Р. Ш., Николаев А. М., Жаворонков Н. М. Ротационный аппарат для проведения процессов массообмена. // Материалы межвузовской конференции по машинам и аппаратам диффузионных процессов. Казань, 1961, 292-296 с.

38. А.с. 1606137 СССР, МКИ В01 D3/30. Роторная массообменная колонна. / Ю. Г. Нечаев, Е. М. Михальчук, А. В. Овсюков, Н. С. Щербакова (СССР). № 464479/31-26; Заявл. 01.12.88; Опубл. 15.11.90, Бюл. №42, 4 с.

39. А.с. 1212450 СССР, МКИ В01 D3/30. Тепломассообменная колонна. / Ю. Г. Нечаев, Е. М. Михальчук, В. Р. Ручинский, Ю. А. Басков (СССР). № 3738288/23-26; Заявл. 08.05.84; Опубл. 23.02.86, Бюл. № 7, 3 с.

40. А.с. 1230617 СССР, МКИ В01 D3/30. Роторная массообменнаяколонна. / Ю. Г. Нечаев, Е. М. Михальчук, А. В. Авсюков (СССР). № 3739222/23-26; Заявл. 11.05.84; Опубл. 15.05.86, Бюл. № 18, 3 с.

41. А.с. 1599036 СССР, МКИ В01 D3/30. Роторная массообменная колонна. / Ю. Г. Нечаев, Е. М. Михальчук, М. А. Шепидько, Н. С. Щербакова (СССР).- № 4611372/31-26; Заявл. 01.12.88; Опубл. 15.10.90; Бюл. №38, 3 с.

42. А.с. 1801541 СССР, МКИ В01 D3/30. Роторный тепломассообменный аппарат. / А. Е. Рабко, А. И. Ершов, В. А. Марков, В. К. Волков (СССР). № 4917104/26; Заявл. 05.03.91; Опубл. 15.03.93; Бюл. № 10, 4 с.

43. Пат. 2009685 Россия, МКИ В01 D3/30. Роторная массообменная колонна. / Ю. Г. Нечаев, Г. П. Есипов, К. В. Малашихин, А. Ю. Нечаев (Россия) № 4945948/26; Заявл. 18.06.91; Опубл. 30.03.94; Бюл. № 6, 3 с.

44. Гнилуша И. И. Гидродинамика и массопередача в роторно-импульсном аппарате: Диссерт. на соискание ученой степени к-та. техн. наук. // СПбГТИ(ТУ). СПб., 1995.

45. Пат. 2032442 Россия, МКИ В01 D3/30. Тепломассообменный аппарат. / А. Г. Басс,- № 5006986/26; Заявл. 29.10.91; Опубл. 10.04.95; Бюл. № 10, 3 с.

46. Лебедев С. Н. Гидродинамика и массообмен в роторно-барботажном аппарате. // Сборн. тез. докл. научно-техн. конф. аспирантов СПбГТИ(ТУ), посвященной памяти М. М. Сычева. СПб.: Издательство СПбГТИ(ТУ), 1997, 137 с.

47. Воробьев О.Г., Уфимцев Б.Ф., Чечкин С.А. Методы расчетапоказателей влияния промышленных отходов на окружающую среду. // Экологическая технология и очиска промышленных выбросов: Межвуз. сб. тр. Д.: ЛТИ им. Ленсовета, 1979, 18-22 с.

48. Sherwood Т.К., Pigford R.L. Absorption and Extraction. 2nd ed. N.Y. -Me- Crow - Hill Book Co. Inc.: 1952; P. 478.

49. Астарита Дж. Массопередача с химической реакцией. Л,: Химия, 1971,224 с.

50. Данквертс П.В. Газо-жидкостные реакции. М.: Химия, 1973, 296 с.

51. Аксельрод Ю.В., Дильман В.В., Алекперова Л.В. Эффективная поверхность контакта фаз в насадке при абсорбции, осложненной химической реакцией. Газовая промышленность, № 8. 1968, 37-39 с.

52. Аксельрод Ю.В., Любушкина Л.А, Лейтео И.Л., Лешаков А.Л. Расчет абсорбера для поглощения двуокиси углерода раствором моноэтаноламина при давлении. Химическая промышленность, №11, 1969, 840-845 с.

53. Аксельрод Ю.В., Дильман В.В., Вайнберг A.M., Фурмер Ю.В. О расчете противоточной абсорбции, осложненной необратимой химической реакцией в жидкой фазе. ТОХТ, Т.4, № 6, 1970, 845-842 с.

54. Аксельрод Ю.В., Дильман В.В. Одновременная хемосорбция двух компонентов газа. Труды Государственного института азотной промышленности, вып. 6, 1971, 261-272 с.

55. Дильман В.В., Аксельрод Ю.В. и др. Математическое описание кинетики поглощения двуокиси углерода водными растворами МЭА впротивоточных абсорберах. Химическая промышленность, № 7, 1967, 532-537 с.

56. Егоров Н.Н. Дмитриев М.М., Зыков Д.Д., Бродский Ю.Н. Очистка от серы коксовального и других горючих газов. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Металлургиздат, I960, 342 с.

57. Клямер С.Д. Исследование десорбции сероводорода и двуокиси углерода из растворов этаноламинов. Дис. канд. техн. наук. - Москва, 1971.

58. Коуль А.Д., Ризенфельд Ф.С. Очистка газа. М.: Недра, 1968, 392 с.

59. Лосев Б.Д., Железняк А.С., Массопередача в двухфазных системах жидкость-газ при бесконечно быстрой реакции, протекающей в сплошной фазе. ЖПХ, т. 49. № 7, 1976, 594 с.

60. Семенова Т.А., Лейтес И.Л., Аксельрод Ю.В. и др. Очистка технологических газов. М.: Химия, 1969, 392 с.

61. Стрючков В.М., Мелешко Н.Н. Кинетический расчет абсорбера при одновременной хемосорбции H2S и С02 растворами этаноламинов -Подготовка и переработка газа и газового конденсата. Научно-технический обзор. М.: БНИИЭгазпром, 1974, 28с.

62. Хоблер Т. Массопередача и абсорбция. М.: Химия. 1964, 479 с.

63. Шкатов Е.Ф., Анципович И.О. Промышленная и санитарная очистка газов нефтепереработки от сероводорода. Тематический обзор ЦНИИНефтемам. 1970, ИЗ с.

64. Шкляр Р.Л. Расчет скорости абсорбции в жидкостной пленке пр поглощении H2S и С02 водным раствором моноэтаноламина. Газовое дело, № 10, 1970, 27-32 с.

65. Шкляр P.J1.» Хайман В.И» Интенсификация гидродинамического режима при абсорбции газа водными растворами этаноламинов. -Газовая промышленность. .№ 10. 1972, 39-42с.

66. Шкляр Р.Л. Аксельрод Ю.В. Абсорбция сероводорода и двуокиси углерода из природного газа водным раствором моноэтаноламина. Химическая промышленность. № 3, 1972,198-202 с.

67. Шкляр Р.Л, Исследование кинетики и способа интенсификации процесса абсорбции сероводорода и двуокиси углерода растворами этаноламинов. Дис. канд. техн. наук. - Москва, 1973.

68. Шкляр Р.Л., Аксельрод Ю.В. Соколинский Ю.А. Абсорбция двух газов, осложненная параллельными, необратимыми реакциями второго порядка. ТОХТ. т. 10. 1976, 531-539 с.

69. Hiromitsu К., Hokoji J., Torn J. The Bate of Gas Absorption Accompanied by Second-order Chemical Reaction in Falling Lami-nor Liquid Film. Kogaku Kogaky, V. 58, No. 9, 1974. P.648-655.

70. Onda K., Sada E., Kobayashy Т., Fujine M. Gas Absorption Accompanied by Complex Chemical Reactions. Parallel Chemical Reactions. Chem.Eng.Sci., V. 25, No. 6,1970., P. 1023-1031.

71. Бараев О.У., Григорян Л.Г., Андреев Е.И., Каспарьянц К.С. Очистка углеводородного газа H2S и С02 раствором моноэтаноламина в абсорбере с вертикальными контактными решетками. Тр. института ГИПРОВОСТОКНЕФТЬ - Куйбышев, вып. 30, 1977,125-135 с.

72. Бараев О.У., Григорян Л.Г., Соколов В.Н. Массопередача при совместной абсорбции H2S и С02, раствором моноэтаноламинов ваппарате с вертикальными контактными решетками. ЖПХ, т. 54, № 12, 1981,2695-2701 с.

73. Gene G.B. Selective Gas «Treating Produces Better Clans Feeds. Oil and Gas Journ. May 5, 1980. P.259-242.

74. Pearce R.L., Brownlie T.J. Selective Hydrogen Sulfide Removal. Paper for Presentation at Gas Conditioning Conference, Norman, Oklahoma, March 8-10,1976, P. 17.

75. Pearce R.L. Hydrogen Sulfide Removal with Methyl Diethanol-amine. -57th Annual GPA Convention, March 20-22, New Orlean, Luisiana, 1978, P. 6 (Preprint).

76. Patent 2455124 (USA). Method of Dispersing a Foam-Reducing Silicon Containing Compounds. Loren С* - C.A., 1948, V. 42, P. 2761.

77. Агаев Г.А. Борьба с ценообразованием в процессе аминовой очистки природного газа. Подготовка и переработка газа и газового конденсата. Научно-технический обзор. М.: ВПИИЭгазпром, вып. 3, 1979,53с.

78. Бекиров Т.М. Промысловая и заводская обработка природных и нефтяных газов. М.: Недра. I960, 293 .с.

79. Зиновьева A.M., Бахшиян Д.Ц., Халиф A.JI. Изучение вспенивания растворов этаноламинов. Переработка газа и газового конденсата. Научно-технический обзор. - М.: ВНИИЭгазпром, вып. 9,1971, 13 с.

80. Нагорная В.А., Головнюк Ю.Д. Пенообразование и химический метод борьбы с ним. Сахарная промышленность, № 10, 1972, 224. с.

81. Eskert J.S. Designing Sour Gas Amine Scrubbers and Regenerators, using Packed Towers. Australian Oil and Gas Review. June, 7.18 No. 9,1972, P. 10-14.

82. Ellis G.C. Amine Units Sweeten Sour Gas in the Field.- Petroleum Eng., Dec., V. 52, No. 15, I960, P. 78-86.

83. Leachman G.S and Ellis G.C. Trouble-free Ethanolamine Gas-Treating Plants. Oil and Gas Journal, July, V. 24, No. 30, 1961, P. 123.

84. Zona E.A. Designing Gas Absorption Towers, -'Chem.Eng., V. 79, No. 25. 1972. P. 120-158.

85. Рудобашта С. П., Карташев Э. М. Диффузия в химико-технологических процессах. М.: Химия, 1993, 208 с.

86. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учеб. для хим.-технол. спец. вузов. 9-е изд. - М.: Химия,1973, 750 с.

87. Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч. Массопередача. / Пер. с англ. Н. Н. Кулова; Под ред. В. А. Малюсова. М.: Химия, 1982, 696 с.

88. Эйринг Г., Лин С. Г., Лин С. М. Основы химической кинетики. / Пер. с англ. Е. Л. Розенберга; Под ред. А. М. Бродского. М.: Мир, 1983, 528 с.

89. Левич В. Г. Физико-химическая гидродинамика. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Физматгиз, 1959, 699 с.

90. Рахматулин X. А. Основы газовой динамики взаимопроникающих движений сплошных сред. // Прикладная математика и механика. 1956, Т. 20, № 2, 184-185 с.

91. Авербах А. Ю., Муратов О. В. Экспериментальные исследования в статических аппаратах с помощью лазерной анемометрии. // ЖПХ. 1983, Т. 56, № 8, 565-572 с.

92. Романков П. Г., Курочкина М. И. Гидромеханические процессы химической технологии. 3-е изд., перераб. - Л.: Химия, 1982, 288 с.

93. Поляков М. И., Муратов О. В. К вопросу об экспериментальных исследованиях турбулентного переноса в аппарате с перемешивающимустройством. // ЖПХ. 1985,Т. 58, № 10, 2394-2396 с.

94. Яблокова М. А. Аппараты с инжектированием и диспергированием газа турбулентными струями жидкости: Диссерт. на соискание ученой степени д-ра. техн. наук. / СПбГТИ(ТУ). СПб., 1995, 387 е.

95. Брагинский J1. Н., Бегачев В. И., Барабаш В. М. Перемешивание в жидких средах: Физические основы и инженерные методы расчета. -Л.: Химия, 1984, 336 с.

96. Kuthan К., Broz Z. Mass transfer in liquid films during absorption. Part 1: Comparison of mass transfer models with experiments. // Chem. Eng. and Process. - 1989. - V. 24, № 4. - P. 221-231.

97. Зимин А. П., Юдаев В. Ф. Абсорбция диоксида углерода водой в роторном аппарате с модуляцией потока. // ТОХТ. 1989, Т. 23, № 5, 673 с.

98. Тасев Ж., Генчев Хр. Массоотдача в жидкой фазе в роторно-пленочном аппарате с коническими тарелками. // ТОХТ. 1990, Т. 24, № 5,684 с.

99. Тасев Ж., Генчев Хр. К расчету коэффициентов массоотдачи в жидкой фазе в роторно-пленочном массообменном аппарате. // ТОХТ. 1997,Т. 31, № 2, 213-214 с.

100. Берд Р., Стьюарт В., Лайтфут Е. Явления переноса. / Пер. с англ. Н. Н. Кулова и В. С. Крылова; Под ред. Н. М. Жаворонкова и В. А. Малюсова. М.: Химия, 1974, 687 с.

101. Беннетт К. О., Майерс Дж. Е. Гидродинамика, теплообмен и массообмен. / Пер. с англ. М. Г. Ассмус и В. М. Ентова; Под ред. Н. И. Гельперина и И. А. Черного. М.: Недра, 1966, 726 с.

102. Левич В. Г. Физико-химическая гидродинамика. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Физматгиз, 1959, 699 с.

103. Lamont J. С., Scott D. S. Energy-Determined Model of Mass Transfer. // A. I. Ch. E. J. 1970. - V. 16, № 513. - P. 235-238.

104. Брагинский JI. Н., Павлушенко М. С. О массопередаче в аппаратах с перемешивающими устройствами. // ЖПХ. 1965, Т. 38, № 6, 1290-1295 с.

105. Kawase Y., Muo-Young М. Mass transfer at a free surface in stired tant bioreactjrs. // Trans, I Chem E. 1990. - V.68. - P. 189-194.

106. Николаишвили E. К., Барабаш В. M., Брагинский Л. Н. и др. Скорость растворения твердых частиц в аппаратах с мешалкой. // ТОХТ. 1980, Т. 14, № 3, 349-357 с.

107. Шарифулин В. Н. Соотношение между движущей силой и диссипацией в массообменном аппарате. // ТОХТ. 1993, Т. 27, № 4, 420-421 с.

108. Pinczewski W. V., Sideman S. A model for mass (heat) transfer in turbulent tube flow. Moderate and high Schmidt (Prandtl) numbers. // Chem. Eng. Sci. 1974. - № 29. - P. 1969-1979.

109. Meek R. L. Mean Period of Fluctuations Near the Wall in Turbulent Flows // A. I. Ch. E. J. 1972. - № 18, July. - P. 854-855.

110. Броунштейн Б. И., Фишбейн Г. А. Гидродинамика, массо- и теплообмен в дисперсных системах. Л.: Химия, 1977, 280 с.

111. Грошев А. П. Технический анализ. М.: Госхимиздат, 1958, 432 с.

112. Костанян А. Е. Диспергирование в колоннах с внешним подводом энергии. // ТОХТ. 1985, Т. 19, № 4, 568-571 с.

113. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Л.: Химия, 1975, 384 с.

114. Александров И.А. Массопередача при ректификации и абсорбции многокомпонентных смесей. Л.: Химия, 1975, 320 с.

115. Александров И.А, Ректификационные и абсорбционные аппараты. -3-е изд. перер. т доп. М.: Химия, 1978, 280 с.

116. Афанасьева Ю.М. Очистка газов от сероводорода и сероорганических соединений. Промышленная и санитарная очисткагазов. Научно-технический обзор. М.: Вып. 3, 1981, 22-23 с.

117. Кафаров В.В, Методы кибернетики в химии и химической технологии. 3-е изд. перераб, и доп. М.: Химия. 1976, 463 с.

118. Коуль A.JL, Ризенфельд Ф.С. Очистка газа. М.: Недра, 1968, 392 с.

119. Методика оценки технико-экономической эффективности контактных массообменных устройств. Госкомитет Совета Министров СССР по науке и технике. - М.: 1976, 50 с.

120. Веригин А.Н., Малютин С.А., Шашихин Е.Ю. Химико-технологические агрегаты. СПб: Химия, 1996, 256 с.

121. Федоров В.Н. Экономическая форма комплексного критерия качества. Проблемы экологии и экономики в химической промышленности. Межвуз. сб. тр./ СПБ.: Изд-во С.- Петерб. Ун- та, 2000, 5-15 с.

122. Позин JI.C. Технико-экономическая оценка эффективности применения клапанных и решетчатых тарелок в ректификационных колоннах. Химическая промышленность, № 12, 1977, 908-911 с.

123. Попов В.В., Герасимов А.Д., Филиппов Э.П. О сравнительной оценке массообменных аппаратов. Химия и технология топлив и масел, №. 3. 1969, 48-51 с.

124. Цветков А.А. Системный анализ эффективности компактных массообменных устройств. Дис, канд. техн. наук. - Москва, 1972.

125. Игнатенков Ю.И. Исследование и разработка метода расчета оптимальных параметров аппаратов с вертикальными решетками. -Дис. канд. техн. наук. Ленинград, 1979, 157 с.

126. Насадки массообменных аппаратов для нефтепереработки и нефтехимии: Обзор инфор. / С. В. Гладилыцикова, В. А. Щелкунов, С. А. Круглов, Ю. К. Молоканов. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1982, 49 с.

127. Сочешков Н. А., Сидягин А. А., Бахтин Л. А. Оценка рабочих характеристик новой конструкции насадки. // Интенсификация тепло- имассообменных процессов в химической технологии: IV всесоюз. студ. науч. конф.: Тез. докл. Казань: КХТИ, 1989, 35-36 с.

128. Тимофеев А. В., Аэров М. Э. Регулярные насадки перспективные устройства для проведения массообменных процессов. // Инженер-нефтяник. 1971,№ 5, 185-192 с.

129. Koch R., Kuciel Е., Kuzniar J. Stoffaustausch in Absorptionskolonnen.: VEB Deutscher Verlag fuer Grundstoffmdustrie, Leipzig, 1969, P.200.

130. Подгорный В. Ф., Хмельницкая И. А. Насадка для массообменных колонных аппаратов. //Химическое и нефтяное машиностроение. 1971, № 11, 10-11 с.

131. Филиппов И. П., Третьяков Н. П., Михалев М. Ф. Высокоскоростной массообменный аппарат с регулярной пакетной насадкой новой конструкции. // Химическое и нефтяное машиностроение: Научно-техн. реф. сб. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1978, № 6, 12 с.

132. Meier W. Sulzer columns for rectification and absorption. // Sulzer Technical Review. 1979. - № 2. - P. 46-61.

133. Бельцер И. И., Кочергин Н. А., Олевский В. М. Эффективность регулярной пакетной гофрированной насадки. // III Всесоюзная конференция по теории и практике ректификации. Северодонецк. 1973, Ч. 2, Секция 3-5, 131-135 с.

134. Добряк В. Д., Дорфман Е. Я., Чернявская Н. Я., Попова Е. В. Промышленные испытания промывной колонны с плоскопараллельной насадкой. // Хим. пром. 1973, № 4, 77 с.

135. Dyduszynski I. Nowe rozwiazanie konstrukzyine wkladu wypelniaj acego dla kolumn desorbcyinych lub destylacyinich. // Inzynieria i apparature chemiczna. 1970, - № 1. - S. 6-9.

136. Стыценко А. В., Харисов M. А., Баранова M. Ю. Гидравлические и масоообменные характеристики регулярной вакуумной насадки. // Хим. пром. 1978, № 12, 44-47 (924-927) с.173

137. Баркар JT. И., Аношин И. М., Кочубей Ю. И., Березин Г. И. Скоростная насадочная колонна новой конструкции. // Химическое и нефтяное машиностроение. 1975, № 6, 42-43 с.

138. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. -М.: Машиностроение, 1975, 559 с.

139. Гнилуша И.И., Незамаев И.А., Веригин А.Н., Лежанин А.П. Экономическое моделирование аппаратов химических производств. // Современные аппараты для обработки гетерогенных сред.: Межвуз. сб. науч.тр.- Л.: ЛТИ, 1988, 27-33 с.