Описание технологического процесса и технологической схемы установки сероочистки.

3.1. Описание технологического процесса.

Очистка газов растворами этаноламинов является типичным методом хемосорбции, широко распространенным в настоящее время в промышленности. В блоке принята технология сероочистки смешанным раствороми МДЭА, сульфолана и воды в соотношении 45: 40: 15 (вес). Сульфолан- отличный органический растворитель (особенно Н₂S и меркаптанов) при высоком парциальном давлении кислого газа. МДЭА-органическая щелочь, ее абсорбция кислых составов представляет собой химический абсорбционный процесс. Поглощение кислых газов происходит по следующим реакциям:

H₂S+ R₃N^à _{< -} R₃NH⁺+HS^- быстрая реакция

R₃N+ СО₂+H₂O^à _{< -} R₃NH⁺+HCO₃^- медленная реакция

В процессе очистки нефтяного газа образуется “комплекс” аммонийной соли благодаря реакции раствора МДЭА, Н₂S, СО₂ в абсорбере с выделением теплоты. Процесс десорбции насыщенного раствора осуществляется за счет нагрева раствора до температуры при низком давлении в колонном тарельчатом аппарате. При этом происходит выделение поглощенного сероводорода и регенерация раствора. В процессе эксплуатации установок сероочистки может возникать вспенивание раствора, которое приводит к потерям МДЭА, сульфолана и другим нежелательным последствиям. Вспенивание возникает, как правило, в абсорбере; оно может быть вызвано наличием примесей, заносимых в систему с нефтяным газом (ингибиторы коррозии, соли и т.д.) Для предотвращения вспенивания предусмотрено применение антивспенивателя. Во избежание накопления механических примесей в аминовом растворе, часть раствора подвергается трехступенчатой фильтрации. Кислый газ, полученный при регенерации раствора, направляется на установку получения серы.

3.2. Описание технологической схемы.

Нефтяной газ, расходом до 105000 м³/ч, давлением 4, 5МПа, и t 30°С, проходит сепаратор неочищенного газа D-1601(1), фильтр-сепаратор F-1601(1) для отделения углеводородного конденсата, пластовой воды, механических примесей и поступает в нижнюю часть абсорбера тарельчатого типа С-1601(1). Температура неочищенного газа замеряется по месту прибором ТI-1626, давление замеряется по месту прибором РI-1609 и РТ-1601 с выводом в операторную в контур для регистрации. Расход неочищенного газа 47300-105000 м³/час замеряется диафрагмой с прибором FТ-1601 с корректировкой по температуре, измеряемой прибором ТI-1603 и давлению, измеряемому прибором РТ-1602, регулируется клапаном FV-1601 на трубопроводе перед D-1601(1).

Жидкая фаза из сепаратора неочищенного газа D-1601(1) (уровень до 60%, прибор LТ-1602), фильтра-сепаратора F-1601(1)А, В (уровень до 40%, прибор LТ-1603, LT-1604, LT-1605, LT-1606) отводится в емкость сточной воды D-1608(1) (уровень 50%, прибор LI-1621), откуда вода сбрасывается в канализацию, углеводородный конденсат азотом отводится в аппарат D-1610(1) (уровень до 80%, прибор LT-1618), откуда насосом Р-1605(1) выводится на установку обработки нефтеносных сточных вод (блок 1500).

Газ из сепаратора D-1601(1) через фильтр-сепаратор F-1601(1)А, В поступает в нижнюю часть абсорбера С-1601.

В аварийных случаях при срабатывании системы безопасности (закрывается отсекатель SV-1601 на трубопроводе неочищенного газа перед D-1601(1)) предусмотрена линия сброса неочищенного газа на факел высокого давления через ручную арматуру.

Очистка нефтяного газа от Н₂S, меркаптанов, СО₂ осуществляется в абсорбере сероочистки С-1601(1) раствором МДЭА: сульфолан: Н₂О в соотношении 45: 40: 15 (вес). В абсорбере С-1601(1) замер уровня осуществляется двумя приборами: прибором LТ-1601 с выводом в операторную для сигнализации и блокировки по аварийному минимальному уровню с помощью контура LIАL-1601 (закрытие отсекателя SV-1603 на линии насыщенного раствора) и прибором LT-1608 для сигнализации максимального, минимального значений и регулирования постоянного уровня с помощью контура LICАHL-1608 регулирующим клапаном LV-1608 «НЗ», установленным на линии насыщенного раствора в десорбер С-1602(1).

Перепад давления по высоте абсорбера С-1601(1) 50КПа замеряется прибором РdТ-1603 с выводом в операторную в контур РdIА-1603Н для регистрации и сигнализации минимального значения.

Очищенный газ из абсорбера С-1601(1), расходом до 87500 м³/ч, давлением 4, 35МПа, t 40°С проходит сепаратор очищенного газа D-1602(1) и выводится на установку осушки (блок 1700). Расход очищенного газа замеряется диафрагмой с прибором FI-1602 с корректировкой по температуре, измеряемой прибором ТI-1604 и давлению, измеряемому прибором РI-1603. Уровень в сепараторе D-1602(1) замеряется прибором LI- 1626 по месту, прибором LТ-1607 с выводом в операторную для сигнализации аварийного максимального уровня с помощью контура LIАH- 1607. Капельная влага, уносимая с очищенным газом и представляющая собой регенерированный раствор МДЭА, сульфолана, по мере накопления отводится из сепаратора D-1602(1) в колонну очистки экспанзерных газов С-1603(1).

Насыщенный кислыми газами раствор МДЭА, сульфолана, воды выводится из нижней части абсорбера С-1601(1) и направляется в десорбер С-1602(1), предварительно пройдя теплообменник Е-1605(1), колонну очистки экспанзерных газов С-1603(1), рекуперативные теплообменники Е-1601/А, В, С, D. В теплообменнике Е-1605(1) насыщенный раствор подогревается до t 60°С (прибор ТI-1607 с выводом показаний в операторную), регулирование температуры производится клапаном-регулятором ТY-1601 на подаче насыщенного пара в теплообменник. Расход пара в теплообменник Е-1605(1) 1100-2640 кг/ч замеряется диафрагмой с прибором FТ-1604 с выводом в операторную в контур FIА-1604Н для сигнализации максимального раствора. Далее насыщенный раствор поступает в нижнюю часть колонны С-1603(1), где происходит испарение растворенного углеводородного газа из раствора, который проходит через колонну и с верхней части направляется в резервуар D-1604(1), откуда часть газа используется в качестве топливного газа в производстве серы (блок 1900), излишки направляются на факел высокого давления. Давление в колонне очистки 0, 6 МПа (прибор РI-1623). Уровень 30-60% (прибор LI-1629 по месту, LI-1610 с выводом в операторную для сигнализации аварийного максимального уровня с помощью контура LIАH-1610, прибор LТ-1609 с выводом в операторную для сигнализации максимального и минимального значений и регулирования постоянного уровня с помощью контура LICAHL-1609 регулирующим клапаном LV-1609). Расход регенерированного раствора на орошение колонны до 6, 0 м³/ч (прибор по месту FI-1606). Из нижней части колонны очистки С-1603(1) насыщенный раствор поступает в рекуперативные теплообменники Е-1601(1)/А, В, С, D, где нагревается до температуры 95^оС(прибор ТI-1613) за счет тепла регенерированного раствора, идущего противотоком. Регенерированный раствор при этом охлаждается.

Далее насыщенный раствор поступает в десорбер С-1602(1). Дополнительное тепло, необходимое для регенерации, сообщается раствору в испарителе Е-1602(1), обогреваемом глухим насыщенным паром. Пар подается через отсечной клапан FY-1608 в количестве от 7 до 17, 3 м³/ч (замер прибором FIC-1608).

Температура регенерированного раствора 135°С (прибор ТI-1618), давление в десорбере С-1602(1) 0, 1 МПа (прибор РI-1637). Перепад давления по высоте десорбера 30-40КПа (прибор РdТ-1604), сигнализация максимального значения 40, 0КПа (прибор РdIА-1604) с выводом в операторную.

Уровень в десорбере 30-80% с показаниями по месту приборами LI-1633, LI-1634, LI-1635 и выводом в операторную для сигнализации максимального и минимального значений прибором LT-1612 с помощью контура LIА-1612НL.

Регенерированный раствор, вытекающий из нижней части десорбера С-1602(1), проходит рекуперативные теплообменники Е-1601/А, В, С, D и охлаждается от t 135°С (прибор ТI-1611) на входе до t 100°С (прибор ТI-1610) на выходе, отдавая тепло насыщенному раствору.

Дальнейшее охлаждение регенерированного раствора происходит в аппаратах воздушного охлаждения Е-1603(1)/А, В. Температура регенерированного раствора на выходе из Е-1603/А, В регулируется за счет изменения жалюзей, замеряется прибором ТI-1609 и составляет 60°С.

Доохлаждение регенерированного раствора до температуры 40^оС (прибор ТI-1608) происходит в водяном охладителе Е-1604(1)/А, В. Температура оборотной воды на входе и выходе из Е-1604/А, В равна соответственно 30^оС и 40^оС, замеряется термометрами ТI-1628 и ТI-1614. Давление оборотной воды на входе в Е-1604/А, В равно 0, 45МПа (манометр РI-1632).

Охлажденный регенерированный раствор МДЭА поступает на всас насосов Р-1601/А, В и подается в абсорбер С-1601(1). Расход регенерированного раствора на орошение абсорбера С-1601(1) 56, 7-136, 2 м³/ч замеряется диафрагмой с выводом в операторную в контур FICАL-1603 и поддерживается постоянным регулятором расхода, клапан «НЗ» FY-1603 которого установлен на линии подачи регенерированного раствора в абсорбер С-1601(1).

Температура регенерированного раствора на входе в С-1601(1) 40°С (прибор ТI-1606).

Выделившиеся из насыщенного раствора кислые газы и пары (ПГС) с t 101°С (прибор ТI-1619, ТI-1602) с верха десорбера С-1602(1) поступают в АВО Е-1606.

Температуру ПГС поддерживают подачей пара в испаритель Е-1602(1) с помощью клапана FY-1608, расход пара до 17, 3 м3/час (прибор FIC-1608), давление пара 0, 5МПа .

Температура кислого газа на выходе из АВО Е-1606(1) равна 55°С (прибор ТI-1621) и регулируется за счет изменения угла наклона лопастей вентилятора и положения жалюзей.

Для дополнительного охлаждения кислого газа предусмотрен холодильник Е-1607(1), охлаждаемый оборотной водой. Температура 40°С на выходе кислого газа из Е-1607(1) регистрируется прибором ТI-1622. Температура оборотной воды на выходе из холодильника Е-1607(1) равна 40°С (прибор ТI-1632).

Разделение кислого газа и флегмы происходит в сепараторе кислого газа D-1603(1), откуда часть кислого газа направляется на установку получения серы (блок 1900), а избыток кислого газа отводится на факел низкого давления. Давление кислого газа в сепараторе 0, 06 МПа (манометр РI-1639), уровень 10-50% замеряется приборами LI-1636, LI-1637(по месту), приборами LT-1614 (контур LIAH-1614), LT-1613 (контур LICAHL-1613) и поддерживается регулирующим клапаном FY-1609 на линии подачи флегмы в десорбер C-1602(1).

Сигнализация по минимальному уровню и блокировка (остановка насосов Р-1603(1)/А, В осуществляется с помощью контура LICAHL-1613.

На линии подачи кислого газа на установку получения серы установлен регулирующий клапан РY-1605, поддерживающий постоянное давление в системе десорбции 0, 06-0, 1 МПа (прибор РТ-1605, контур РICАH-1605).

На линии вывода избыточного кислого газа с установки предусмотрен регулирующий клапан РY-1606, поддерживающий постоянное давление в системе десорбции при пуске и аварийных ситуациях при сбросе кислого газа на факел низкого давления.

Флегма из сепаратора D-1603(1) с помощью флегмовых насосов Р-1603(1)/А, В через регулирующий клапан FY-1609, поддерживающий уровень в сепараторе, возвращается в десорбер С-1602(1).

Температура флегмы 40°С на входе в С-1602(1), замеряется прибором ТI-1620 с выводом показаний в операторную.