Им. И. М. Губкина унц "газохимия" иох им. Н. Д. Зелинского ран ргу нефти и газа им. И. М. Губкина

Химическая адсорбция
Хемосорбционная очистка газов от сероводороа начала использоваться с середины 19-го века для очистки светильного газа в Англии. Это был первый в мире хемосорбционный процесс технологической очистки газов. В этом процессе в качестве хемосорбента использовалась поглотительная масса на основе природного сырья — болотной руды, содержащей гидроксид железа. В течение долгого времени этот способ оставался, прак­тически, единственным процессом очистки горючих газов от сероводорода, и получил широкое распространение в мировой практике. Способ непрерывно совершенствовался как по составу и методам приготовления хемосорбента, так и по аппаратурному оформлению.
Однако по мере увеличения объемов перерабатываемых газов и вовлечения в переработку газов с высоким содержанием сероводорода, этот процесс был практически вытеснен из промышленности жидкостными циклическими и окислительными методами очистки газов. В последние годы для очистки природного газа с низким содержанием сероводорода широкое распространение получили адсорбционные процессы с использованием синтетических цеолитов.
Наряду с традиционными адсорбентами в последние годы разрабатывают поглотители на основе оксидов молибдена, тел­лура, марганца и карбонатов щелочных металлов, которые осуществляют не только физическую адсорбцию, но и хемосорбцию.
Оксиды цинка, железа, меди относятся к наиболее распространенным твердым хемосорбентам При использовании оксидов железа (наиболее старый способ) протекают реакции:

Регенерация сорбента проводится воздухом по реакциям:

В зависимости от количества подаваемого на регенерацию воздуха можно получать как элементарную серу, так и оксиды серы. Метод характеризуется дешевизной, возможностью регенерации хемосорбента, но существенным его недостатком является низкая степень очистки от сероводорода (до 10 мг/м³) и невозможность использования образующейся серы.
При очистке с помощью оксидов цинка протекают реакции не только с сероводородом, но и с другими сернистыми соединениями:

Температура процесса 350-400 ⁰C, а сероемкость сорбента достигает 30%. Остаточное содержание серы в газе до 1мг/м³. Процесс достаточно универсальный, широко используется в промышленности, однако при этом сам хемосорбент не подлежит регенерации. При очистке с помощью оксидов меди процесс протекает с большой скоростью, но хемосорбент также не подлежит регенерации.
Широкое распространение получила хемосорбционно-каталитическая система. На первой стадии проводят каталитическое гидрирование сероорганических соединений до углеводородов и сероводорода, а далее—хемосорбцию сероводорода поглоти­телями (оксидами цинка, железа или меди). В России разрабо­тан низкотемпературный хемосорбент ГИАП-10-2 на основе ок­сида цинка с активирующей добавкой оксида меди.
Близкий к этому – железо-содовый метод. Основан на использовании в качест­ве поглотительного раствора взвеси гидрооксида двух- и трех­валентного железа
H ₂S+Na₂CO₃ NaHS + NaHCO₃
3 NaHS+2Fe(OH)3 Fe2S3+3NaOH+3H2O
N aHS+2Fe(OH)₃ 2FeS +S + 3NaOH+3H₂0
Регенерацию поглотительного раствора осуществляют про­пусканием через него воздуха. При этом около 70% сероводо­рода переводится в элементную серу, а 30% —окисляется до тиосульфата натрия.
В заключение следует отметить, что основным достоинством всех про­цессов очистки природного газа от сероводорода твердыми сорбентами является простота аппаратурного оформления и легкость проведения тех­нологического процесса собственно очистки газа, особенно, в случае исполь­зования дешевых нерегенерируемых сорбентов на основе оксида железа.
Общим недостатком таких процессов является низкая линейная скорость газов в аппаратах газоочистки (на порядок ниже, чем при аб­сорбционных процессах). То есть для очистки газов твердыми сорбентами требуются газоочистные аппараты с площадью сечения в 10 раз большей, чем при абсорбционной очистке.