Главная страница
Сведения об авторах

ВПРОВАДЖЕННЯ НОВОЇ ТЕХНОЛОГІЇ НЕЙТРАЛІЗАЦІЇ ГАЗОВИХ ВИКИДІВ ОДОРАНТУ НА ПІДПРИЄМСТВАХ МАГІСТРАЛЬНИХ ГАЗОПРОВОДІВ

Марчук Я. С., Казановський О. А., УМГ «Київтрансгаз», Київ, Україна
Ніколаєв Р. В., ДП «Грінмаш», Київ, Україна

Створення й впровадження у виробництво нових ефективних природоохоронних технологій - актуальна задача для всіх структурних підрозділів вітчизняної газотранспортної системи.
У ході аналізу існуючих виробничих проблем, вирішення яких потребує певного комплексу екологічних заходів з оптимізацією відповідних технологічних процесів, багато таких задач формуються і в подальшому досить ефективно розв'язуються на рівні управлінь магістральних газопроводів (УМГ).
Так, протягом останніх трьох років УМГ «Київтрансгаз» спільно з інжиніринговим підприємством «Грінмаш» та за підтримки Інституту фізичної хімії ім. Л. В. Писаржевського НАН України проводить дослідно-конструкторські та експериментальні роботи з очистки газових середовищ від тіолів (меркаптанів). Мета таких робіт - вирішення проблеми нейтралізації газових викидів, що утворюються у вузлах одоризації природного газу на підприємствах магістральних газопроводів (МГ).
Складність поставленої задачі обумовлена високою об'ємною концентрацією одоранту в газі, що має підлягати очистці. Водночас технологія повинна забезпечувати майже кількісне вилучення меркаптанів і задовольняти всім необхідним вимогам експлуатації промислового обладнання на об'єктах з підвищеним ступенем небезпеки.
На даний час у літературі описано і використовується в промисловій практиці багато методів очистки газів від домішки меркаптанів, які можна розділити на такі групи:
- абсорбційні, які полягають у вилученні R-SH за рахунок їх розчинення в органічних або неорганічних розчинниках;
- адсорбційні, які основані на вилученні R-SH твердими поглиначами - адсорбентами (природні та синтетичні цеоліти, активоване вугілля, силікагелі, алюмогелі);
- каталітичні, які полягають в перетворенні R-SH у нетоксичні продукти на поверхні каталізатора;
- адсорбційно-каталітичні, які полягають у вилученні сірковмісних сполук за рахунок хемосорбційної взаємодії молекул R-SH з поверхнею каталізатора і подальшого каталітичного перетворення продуктів хемосорбції.
Всі вищезазначені методи орієнтовані на знешкодження газових викидів з невеликою концентрацією меркаптанів. У технологічних процесах одоризації природного газу на підприємствах магістральних газопроводів утворюються газові викиди, які містять великі кількості тіолів (меркаптанів), в основному етилмеркаптану (C₂H₅SH). З даних табл. 1 видно, що при температурах 20-25 °С концентрація етилмеркаптану в насичених парах складає 1 500-1 900 г/м³.

Таблиця 1

Тиск насичених парів і концентрація в насичених парах етилмеркаптану за різних температур*

* Справочник азотчика / Под ред. Е. Я. Мельникова. М.: Химия, 1986. 511с.

Гранично допустима концентрація етилмеркаптану в повітрі робочої зони становить 1 мг/м³, тобто в (1,5-2,0) • 10⁶ разів менша, ніж у газових викидах на виробництві.
Після проведення низки лабораторних досліджень перевагу здобув адсорбційний метод нейтралізації парів меркаптанів, який виявився найбільш привабливим щодо відповідності технічним, екологічним, виробничим й економічним вимогам. Основним технологічним елементом у такому методі є адсорбент - речовина, призначена для поглинання й утримування парів одоранту. Критеріями, якими керувались при підборі типу адсорбенту, були:
- висока адсорбційна ємність у широкому інтервалі температур;
- селективність;
- високий ступінь очистки;
- незворотність процесу адсорбції;
- безпечність технологій виготовлення, нейтралізації, переробки й утилізації адсорбенту;
- відсутність помітного виділення тепла в процесі очистки.
Практично всім переліченим вище вимогам задовольнив спеціально розроблений модифікований адсорбент на основі алюмосилікатів.
Наступний етап робіт включав цикл натурних випробувань дослідного обладнання на промисловому об'єкті в режимі реальної експлуатації. Після завершення періоду дослідної експлуатації сформувалось чітке розуміння специфіки технологічного процесу нейтралізації парів одоранту та остаточна конструкція нової розробки - нейтралізатора парів одоранту «Адсорбер АДМ-50» (рисунок).

Зовнішній вигляд адсорберу АДМ-50

Нейтралізатор парів одоранту «Адсорбер АДМ-50» - технологічний пристрій для знешкодження газових викидів одоранту (етилмеркаптану або суміші природних меркаптанів), які утворюються в ході технологічних процесів - заправок витратних баків та підземної ємності одоран-том на газорозподільних станціях (ГРС).
Нейтралізатор АДМ-50 являє собою герметичну посудину з робочим об'ємом 50 дм³ (об'єм активної зони адсорбції), в якому міститься поглинаюча речовина - адсорбент.
Процес нейтралізації одоранту полягає ось у чому: при проходженні газової суміші метану і одоранту крізь шар адсорбенту відбувається активне вибіркове поглинання меркаптанів, метан виходить у незмінному стані. В ході нейтралізації даним (адсорбційним) методом не утворюються шкідливі вторинні продукти хімічних реакцій та не протікають неконтрольовані екзотермічні процеси, тому таку технологію очистки можна вважати цілком природоохоронною й безпечною для використання на об'єктах МГ.
Виріб «Адсорбер АДМ-50» випускається двох типів: «Адсорбер АДМ-50а» та «Адсорбер АДМ-50с». Відмінність між ними полягає в якісно-кількісних показниках очищення метану від одоранту. Вона пов'язана з використанням різних типів адсорбентів - марки «А» та марки «С» (відповідно адсорбер АДМ-50а та АДМ-50с).
Адсорбер АДМ-50а містить адсорбент (тип «А»), який здатний поглинати пари меркаптанів у більшій кількості, ніж адсорбент адсорберу АДМ-50с (табл. 2), але ступінь очистки в літній сезон експлуатації виробу при значному підвищенні середньодобової температури може декілька знижуватися. Тому експлуатація адсорбера АДМ-50а потребує послідовного встановлення другого адсорбера АДМ-50а або АДМ-50с з метою запобігання сезонному зниженню ефективності очистки.

Таблиця 2

Технічні характеристики адсорберів

Адсорбер АДМ-50с у порівнянні з АДМ-50а має вищі якісні показники очистки, отже, адсорбери такого типу слід розташовувати на завершальній стадії очистки - на місці другого адсорбера в послідовній схемі підключення або самостійно на малопотужних ГРС.
Нейтралізатор містить індикатор для візуального контролю за робочим станом поглинаючої речовини та своєчасної заміни адсорбера.
Після того, як відбудеться повне насичення одорантом поглинаючої речовини, адсорбер замінюється на новий, а використаний підлягає спеціальним фізико-хімічним процесам утилізації поглинутих меркаптанів.
Зміст наступного етапу робіт полягав у проведенні циклу приймальних випробувань дослідних зразків нейтралізаторів та визначенні експлуатаційних характеристик адсорберів протягом року. Результатом випробувань стало впровадження виробів у промислову експлуатацію на об'єктах ГРС «Бердичів» та ГРС «Боярка». Також були підтверджені заявлені технічні характеристики в процесі дослідної експлуатації та позитивний ефект у цілому від упровадження нової технології.
На даний час уводиться в експлуатацію установочна партія нейтралізаторів і планується проведення комплексу кваліфікаційних випробувань. У науково-дослідній сфері нашої діяльності активно тривають пошукові роботи щодо вдосконалення технології утилізації в напрямках безвідходної переробки та багаторазового використання адсорбенту, зменшення витрат на переробку. Останні результати таких робіт показали можливість отримання й відновлення фізико-хімічних властивостей поглинутих адсорбентом меркаптанів. Таким чином, з'являється технологічна можливість вторинного використання одоранту.
На сьогоднішній день ми переконались, що представлена нова технологія дійсно є природоохоронною та безпечною для її промислового впровадження, а обраний шлях розвитку даного проекту правильний.

INTRODUCTION OF NEW TECHNOLOGY DESIGNED TO NEUTRALIZE ODORANT GAS EMISSIONS AT THE GAS PIPELINE OPERATION SITES

Marchuk Ya. S., Kazanovskiy O. A., GMPD «Kyivtransgas», Kyiv, Ukraine
Nikolayev Р. V., BE «Greenmash», Kyiv, Ukraine

During the last three years, the «Kyivtransgaz» Company in cooperation with the Engineering Company «Grinmash» and with the support of the L. V. Pisarzhevskiy's Institute of Physical Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine have carried out the research, design and pilot trial of the technology designed to purify gaseous substances and remove mercaptans. The aim of this works was to resolve the problem of neutralizing/treating gas emissions generated in the natural gas odorization units serving gas mains. The difficulty of this task stems from the high concentration of odorant in the gas that requires additional treatment. At the same time, the technology enables the nearly complete removal of mercaptans and meets all relevant operational requirements for industrial equipment used at the potentially dangerous sites/facilities.
After the series of laboratory tests, a new adsorption method for vaporous mercaptans was formulated. The main technological element of this method is the adsorption agent or adsorbent used to adsorb and retain the odorant vapour. The following criteria were taken into account in the selection of the adsorbent type: high adsorption volume over a wide temperature range, selectivity, high purification efficiency, irreversibility of adsorption process, technology safety, high neutralization efficiency, effective recycling of adsorbent, none or little heat generation in the treatment process. A newly developed and modified adsorbent on the basis of aluminium silicates meets all criteria mentioned above.
The vaporous odorant neutralizer «Adsorber ADM-50» is a technological device used for neutralization of odorant gas emissions (ethyl mercaptan or mixture of natural mercaptans). The device is directly intended for the neutralization of vaporous odorant generated in the following technological processes: the filling of reservoirs or underground tanks with odorant at the gas-reduction stations (GRS).
Active selective absorption of mercaptans is achieved when gas mixture containing methane and odorant flows through the absorbent layer and methane remains in its permanent state. During the neutralization process, no hazardous secondary products of chemical reactions are generated, nor uncontrolled exothermal reactions occur. Therefore this purification technology can be considered as fully safe for the environment and human health.
This technology was patented and implemented at a number of gas distribution sites, including the GRS sites in Berdichiv and Boyarka. The specified technical characteristics and benefits of this technology were proved through the series of tests.

Главная страница

Сведения об авторах

Марчук Ярослав Семенович, директор, Управление магистральных газопроводов «Київтрансгаз», просп. Комарова, 44, Киев, 03065, Украина. Тел. (044) 239-77-76, факс (044) 239-77-94. E-mail
Казановский Александр Андреевич, нач. отдела экологии и энергосбережения, Управление магистральных газопроводов «Київтрансгаз», просп. Комарова, 44, Киев, 03065, Украина. Тел. (044) 239-78-84, факс (044) 239-77-94. E-mail
Николаев Роман Валерьевич, директор, ДП «Гринмаш», пер. Червоноармейский, 3, Киев, 03680, Украина. Тел.: (044) 490-37-47, 490-37-43. E-mail

© Независимое агентство экологической информации

Последние изменения внесены 10.07.07