CC BY
34
CHEMICAL SCIENCES
HYDROGEN SODIUM WATER PURIFICATION US MUBAREK GAZ
PROCESSING PLANT Shamsiev Sh.D.1, Guro V.P.2, Yusupov F.M.3 (Republic of Uzbekistan) Email: [email protected]
'Shamsiev Shermat Djurakulovich — Director, UNITARY SUBSIDIARY MUBAREK GAS PROCESSING PLANT; 2Guro Vitaliy Pavlovich - Doctor of Chemical Sciences, Professor, Leading Laboratory, LABORATORY OF METALLURGICAL PROCESSES AND MATERIALS; 3Yusupov FarhodMahkamovich - Doctor of Technical Sciences, Professor, Leading Laboratory, LABORATORY OF CHEMICAL TECHNOLOGY, INSTITUTE OF GENERAL AND INORGANIC CHEMISTRY ACADEMY OF SCIENCE OF THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN, TASHKENT, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: in recent years, the production of hydrocarbon gases has been growing in Uzbekistan and in this process acidic waters are formed in the field. The acidic waters of the Mubarek gas fields in Uzbekistan contain significant amounts of hydrogen sulfide. In view of the corrosiveness in relation to the metal equipment of wells operating at elevated temperature and pressure, it is advisable to take measures to reduce the content of hydrogen sulfide in them before returning the associated water underground. Modern methods of water purification from hydrogen sulfide, mainly the following: oxidation with a solution of sodium hypochlorite generated by electrolysis of a NaCl solution; electrolysis of water in electrolyzers with anodic generation of iron ions and the binding of sulfide ions to sulfides; heterogeneous electrocatalytic oxidation by atmospheric oxygen, etc.
Keywords: gaz, hydrocarbon, hydrogen sulfide, corrosiveness, water treatment, oxidation, electrolysis, electrolyzer, sulfide ions, iron sulfide, catalyst, polyacrylamide, filter cycle.
ОЧИСТКА ОТ СЕРОВОДОРОДА КИСЛЫХ ВОД УДП МУБАРЕКСКИЙ ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЙ ЗАВОД Шамсиев Ш.Д.1, Гуро В.П.2, Юсупов Ф.М.3 (Республика Узбекистан)
'Шамсиев Шермат Джуракулович — директор, Унитарное дочернее предприятие Мубарекский газоперерабатывающий завод; 2Гуро Виталий Павлович — доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией, лаборатория металлургических процессов и материалов; 3Юсупов Фарход Махкамович — доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией, лаборатория химической технологии, Институт общей и неорганической химии Академия наук Республики Узбекистан, г. Ташкент, Республика Узбекистан
Аннотация: за последние годы добыча углеводородных газов растет в Узбекистане и в этом процессе образуется кислые воды в промысле. Кислые воды газопромыслов Мубарека в Узбекистане содержат сероводород в значительном количестве. Ввиду коррозионной агрессивности в отношении металлического оборудования скважин, работающих при повышенной температуре и давлении, целесообразно до возврата попутных вод под землю проводить мероприятия по снижению в них содержания сероводорода. Современные методы очистки вод от сероводорода в основном следующие: окисление раствором гипохлорита натрия, генерированного электролизом раствора NaCl; электролиз вод в электролизерах с анодным генерированием ионов железа и связыванием сульфид-ионов в сульфиды; гетерогенное электрокаталитическое окисление кислородом воздуха и т.д.
Ключевые слова: газ, углеводород, сероводород, коррозионное агрессивность, очистка вод, окисление, электролиз, электролизер, сульфид-ионы, сульфид железа, катализатор, фильтроцикл, полиакриламид.
Кислые воды газопромыслов Мубарека в Узбекистане содержат сероводород (СВ). Ввиду коррозионной агрессивности в отношении металлического оборудования скважин, работающих при
повышенной температуре и давлении, целесообразно до возврата попутных вод под землю проводить мероприятия по снижению в них содержания СВ.
Современные методы очистки вод от СВ, следующие: окисление раствором гипохлорита натрия, генерированного электролизом раствора NaCl; электролиз вод в электролизерах с анодным генерированием ионов железа и связыванием сульфид-ионов в сульфиды; гетерогенное электрокаталитическое окисление кислородом воздуха. В последнем случае нет необходимости в промышленном источнике постоянного тока [1].
Цель работы: разработка способа нейтрализации СВ в кислых водах газопромыслов, на основе известных подходов для промышленного испытания технологии.
В качестве объекта исследования использована СВ-вода с 2215 мг/дм3 H2S из газового месторождения «Уртабулак» ООО «Мубарекнефтегаз». Собран электролизер для нейтрализации сероводорода в 5 дм3 пробе воды анодно генерированными ионами Fe2+и Fe3+, связывающими сульфид-ионы в сульфид железа черного цвета. Полнота нейтрализации СВ фиксировалась раствором кадмия ацетата, образующего сульфид кадмия желтого цвета. Режимы: напряжение в цепи: 6,8-9,5 В, плотность анодного тока 0,18 А/см2, скорость подачи воды в ванну: 26,2-33,2 дм3/час. Расход железа анода - 1,8 кг на обработку 150 м3 воды. Соблюдение указанных параметров обеспечивало нейтрализацию СВ до следовых количеств.
Одновременно испытана установка каталитического окисления СВ кислородом воздуха на поверхности угля-катализатора, из шаргунского каменного угля (Узбекистан) [2-3]. Фильтрование воды через слой катализатора вели в незатопленном режиме. Вода подавалась в колонку сверху, методом дождевания, для насыщения кислородом воздуха. Диаметр колонки - 150 мм, высота - 600 мм, загрузка угля - до 500 мм. Установка предназначена для получения воды питьевого качества из вод с СВ до10 мг/дм3; производительность - 200 дм3 в час.
Установка работает следующим образом. Резервуар заполняется СВ-водой, откуда самотеком подается на систему дождевания, в колонну, где очищается от СВ и собирается в нижней емкости чистой воды. Фильтроцикл составляет 48 часов. Требования к загрузке:
- высота слоя угля в колонне, при содержании СВ до 10 мг/л: 1.0 м, свыше - 1.5 м;
- скорость фильтрования: 1.5 м/ч при содержании СВ до 20 мг/л, свыше - 1 м/ч;
- регенерацию угля проводить при достижении сероемкости 0.5 кг/м2.
Промывку установки от мелкодисперсной серы осуществляют реверсом очищенной воды. Отстой воды эффективен в присутствии полиакриламида (0,1%).
Результаты лабораторных опытно-промышленных испытаний методов в ООО «Мубарекский газоперерабатывающий завод» показали эффективность: первый при концентрации СВ выше 50 мг/дм3, второй - ниже 50 мг/дм3.
Список литературы / References
1. Фесенко Л.Н. Научное обоснование, разработка технологий очистки и дальнейшего использования
вод, содержащих йод, бром, сероводород: Дис. д-ра техн. наук: 05.23.04. Москва, 2004. 377 с. РГБ
ОД, 71:05-5/164.
2. Заявка на получение патента РУз № IAP 20160288 «Способ получения сульфоугольного адсорбента
на основе каменного угля» (Жумаева Д.Ж., Эшметов И.Д., Тоиров О.З., Гуро В.П., Закиров Б.С.).
3. Адсорбенты угольные (углеродные). Технические условия Ts 17088447-02:2017.
