Очистка природного газа с использованием специально подобранного смешанного растворителя на основе ионной жидкости и метанола с селективным удалением H2S и CO2

Природный газ часто предпочтителен в различных энергетических применениях благодаря преимуществам перед традиционными ископаемыми видами топлива, такими как нефть и уголь. Однако удаление загрязнителей из природного газа, особенно сероводорода (H2S) и углекислого газа (CO2), требует сложных технологических решений, что значительно влияет на затраты на производство. В данной работе предлагается смешанный растворитель, сочетающий ионную жидкость (IL) и метанол, который способен селективно и одновременно удалять H2S и CO2 за счёт настройки структуры IL и её доли в растворителе. Этот метод очистки обеспечивает повышенную эффективность и энергосбережение по сравнению с традиционными методами. Для определения оптимальной структуры IL в смешанном растворителе использовался метод компьютерного проектирования. Решив сформулированную задачу смешанного целочисленного нелинейного программирования (MINLP), были выявлены 1-метилпиридиний трифторуксусат ([C1OHPy][TFA]) как обладающие наивысшей аффинностью к H2S, что делает их пригодными для использования в IL–метанольном смешанном растворителе. Кроме того, был смоделирован и оценён процесс повышения качества серосодержащего природного газа с использованием IL–метанольного смешанного растворителя и сопоставлён с эталонным процессом очистки Rectisol. Результаты показывают, что процесс обновления природного газа с использованием IL–метанольного смешанного растворителя позволил сэкономить 55.57% электроэнергии и снизить годовые совокупные затраты (TAC) на 23.90% по сравнению с процессом Rectisol. Эти результаты подчёркивают значительный потенциал специально подобранного IL–метанольного смешанного растворителя для производства природного газа.