Способ очистки водных растворовОТ СЕРОВОдОРОдА Советский патент 1981 года по МПК C02F1/58 C02F1/52 C02F101/10 C02F103/00 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ОТ СЕРОВОДОРОДА

1

Изобретение относится к способам i 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 от- .,. деления от газа в сепараторах подвергают ректификации. В скважинах метанол разбавляется водой, в котсфой содержатся ионы кальция, магния и бикарбоната. Если в добываемом газе присутствует сероводород, то растворы 15 также содержат сероводород, который затрудняет ректификацию, вызывая коррозию оборудования и загрязняя окружающую среду. Это вызывает необходимость очистки растворов перед W ректификацией от сероводорода.

Известен способ очистки воды от сероводорода l, в котором для окисления сероводорс1д используют хлориты щелочных и щелочноземельных металйов при рН 6. Являясь сильными окислителями, хлориды могут реагировать с метанолом, присутствующим в растворе, вызывая его потери и ухудшая .,г,иг. показатели процесс 30

. Яаиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ, по которому очистку воды :от сероводорода проводят гидратом ;окиси железа, а регенерацию образо- . вавшегося сульфата железа осуществляют продувкой воздухом 2.

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 рч истки взять трехкратный избыток тядлоокиси железа и при регенерации провести четырехкратную продувку воздухом, то степень очистки раствора от сероводорода в присутствии метанола составляет только 67%.

Выпадение в виде накипи карбонатов кальций и магния приводит к коррозии оборудования и к осложнениям в. 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 желеэрм, нейтрализуют до рН 7,5-8,5, отд 1яют- сульфид железа, а регенерацию осуществляют разложением сульфида железа соляной кислотой с последующим возвратом хлористого железа в лачало процесса. На чертеже изображена принципиаль ная схема процесса очистки водных растворов от сероводорода. Водные растворы, содержащие сёроводород, подают в трубопровод, в который насосом 1 закачивают раствор хлористого железа. Полученную смесь направляют в реактор 2, в который до бавляют необходимое количество щелоч для достижения рН смеси, равной 7,5-8,5. Образовавшийся сульфид железа отделяют от раствора на фильтре 3. Пол ченный фильтрат направляют на ректиф кацию, а сульфид железа - на обработ ку соляной кислотой в реакторе 4. Вы делившийся сероводород подают на дал нейшую переработку, а полученный рас вор хлористого железа возвращают в начало процесса. Пример 1. Водный раствор, со держащий 136 мг/л сероводорода и 50 метанола, в количестве 1000 мл подвергают очистке. .Для этого к раствор добавляют 0,51 г хлористого железа, а затем нейтрализуют 0,56 г едкого натра. Образовавшийся сульфид желез отфильтровывают и определяют в раст воре концентрацию сероводорода. Последнего в растворе нет. Таким обра зом, предложенный способ обеспечивает 100%-ную очистку водного раствора, содержащего механол, от сероводорода . Пример 2, Водный раствор, содержащий, кг/м, сероводорода 5, Кальция 3,3, магния 0,9, ионов бикарбоната 2,4 и метанола 50%, в количестве 1 м с удельным весом 1000 кг/м 3 смешивают с 54 кг 34%-ного раствора хлористого железа. Затем к полученной смеси добавляют 12 кг делочи 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 ероводорода 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,сероводорода 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 кислотына обработку 1 м раствора при рН 8,5 и рН 8,5 сведены в таблицу.

11,9 6,6 7,9 26,4

35,8 19,9 23,8 79,5 Концентрация ионов железа при различных значениях рН растворов из которых осаждается сульфид железа, равных 0; 1-, 2; 3; 4; 5; 6; 7, . составляет соответственно Ю , 10 10-, 10 10-8 ю- моль/л. При осаждении сульфида железа хлористым железом из раствора, содержащего сероводород, установится равновесие при . ,При такой кислотности ион бикарбоната полностью разрушается, но одновременно кислая среда не позволяет полностью связать сероводород в нерастворимый сульфид железа. Для обеспечения полноты извлечения сероводорода необходимо увеличить рН реакционной смеси до 7,58,5. Величина рН определяется тем, что необходимо полностью перевести в твер дую 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.% Максимальная концентрация его при составляет 36,20 вес.%. Проведение процесса очистки водных растворов от сероводорода в присутствии метанола при более высокой температуре 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 взвесей гидроокисей железа.

Едкий натр По предлагаемому способу очистки обеспечивается; 100%-ная очистка водных растворов от сероводорода в присутствии метанола. Формула изобретения 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 сульфида железа соляной кислотой с последующим Возвратом хлористого железа в начало процесса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Заявка ФРГ 2223790, кл. С 02 С 5/04, 1976. 2.Клячко В.А, Лпельцин Н.Э. Подготовка воды для промышленного и городского водоснабжения, М., Стройиздат , 1962, с. 691-693.