Предварительная ректификация и щелочная очистка пирогаза

Компримирование пирогаза

Пирогаз из сепаратора с установки пиролиза с давлением 0,2-0,55 кгс/см² и температурой 20-40 °С поступает через дроссельную заслонку в пропиленовые холодильники, где охлаждается пропиленом до температуры 14-20 °С и частично конденсируется. Дроссельная заслонка предназначена для регулирования давления пирогаза перед заслонкой.

После холодильников пирогаз поступает в сепаратор, в котором происходит отделение от пирогаза водно-углеводородного конденсата. Выделившийся конденсат самотёком перетекает в дренажную ёмкость.

Пирогаз из сепаратора поступает на всас I секции пирогазового компрессора, где сжимается до давления не более 3,3 кгс/см²

Для поддержания заданных параметров режима работы I ступени компрессора и противопомпажного регулирования на линии нагнетания I секции установлен антипомпажный клапан.

В систему управления антипомпажным клапаном I секции входит давление на всасе I секции, перепад на диафрагме нагнетания компрессора dPo, степень сжатия Rc, dev (условная величина на газодинамической характеристике, указывающая зону устойчивой работы), температура, давление в линии нагнетания.

Назначение антипомпажного клапана I секции: поддержание постоянного давления на всасе I секции и защита ее от помпажа (неустойчивой работы компрессора).

Зона устойчивой работы секции компрессора отображается с выводом на дисплей монитора на газодинамической характеристике белой линией, неустойчивой красной.

Положение рабочей точки секции отображается звездочкой на газодинамической характеристике.

Работа антипомпажного клапана в режиме защиты сводится к тому, чтобы положение рабочей точки не заходило за белую линию на газодинамической характеристике, означающую зону устойчивой работы.

Положение рабочей точки секции на белой линии соответствует dev = 0.

При смещении рабочей точки влево от белой линии dev становится отрицательной и, чтобы поддержать ее на нулевом уровне, антипомпажный клапан открывается для увеличения расхода с нагнетания на всас.

Резкое падение расхода система антипомпажной защиты воспринимает как "помпажный хлопок". В этом случае срабатывает система RT (стратегия антипомпажной защиты) и антипомпажный клапан начинает открываться ступенчато, не допуская смещения рабочей точки к красной линии неустойчивой работы. Если при этом секция не выходит из помпажа, линия устойчивой работы (белая) смещается вправо, и секция работает с большей производительностью. Количество помпажных хлопков регистрируется счетчиком.

При повышении давления в линии нагнетания I секции выше
2,9 кгс/см², также открывается антипомпажный клапан поз. 3111.

После сжатия пирогаз с линии нагнетания I секции пирогазового компрессора проходит последовательно водяной и пропиленовый холодильники, где охлаждается до температуры 30-40 и 14-20 °С соответственно, далее поступает в сепаратор.

Пирогаз из сепаратора поступает на всас II секции пирогазового компрессора, где сжимается до давления не более 9,3 кгс/см².

На линии нагнетания II секции установлен антипомпажный клапан поз. 3112. Его работа в режиме защиты аналогична антипомпажному клапану поз. 3111. При повышении давления пирогаза в линии нагнетания II секции выше 8,8 кгс/см², антипомпажный клапан поз. 3112 открывается.

После сжатия, пирогаз с линии нагнетания II секции пирогазового компрессора, проходит последовательно водяной и пропиленовый холодильники, где охлаждается до температуры 35-40 и 14-20 °С соответственно, и поступает в сепаратор III секции.

Пирогаз из сепаратора поступает на всас III секции пирогазового компрессора с давлением не более 9 кгс/см², где сжимается до давления не более 21,5 кгс/см².

На линии нагнетания III секции установлен антипомпажный клапан поз. 3113, клапан поддерживает давление на всасе III секции 7,2 кгс/см², его работа в режиме защиты аналогична антипомпажному клапану поз. 3111. При повышении давления пирогаза в линии нагнетания III секции выше 19,5 кгс/см², антипомпажный клапан поз. 3113 открывается.

После сжатия пирогаз с линии нагнетания III секции пирогазового компрессора А-101 проходит последовательно водяной и пропиленовый холодильники, где охлаждается до температуры 35-40 и 14-20 °С соответственно, и поступает в сепаратор.

Пирогаз из сепаратора поступает на всас IV секции пирогазового компрессора с давлением не более 20,5 кгс/см², где сжимается до давления не более 38 кгс/см².

При повышении давления на нагнетании IV секции предусмотрена линия для сброса пирогаза на факел через регулирующий клапан-отсекатель.

После сжатия пирогаз с линии нагнетания IV секции пирогазового компрессора проходит водяной холодильник где охлаждается до температуры 45-55 °С, и направляется в колонну щелочной очистки.

Узел предварительной ректификации предназначен для выделения легких углеводородов С₁-С₃ из углеводородного конденсата.

Узел щелочной очистки пирогаза предназначен для очистки пирогаза от сернистых соединений и углекислого газа раствором едкого натра (NаОН), дальнейшей отмывки пирогаза от щелочи химочищенной водой (ХОВ).

Узел щелочной очистки пирогаза

В процессе щелочной очистки пирогаза протекают следующие реакции:

СS₂ + 6NaOH → 2Na₂S + Na₂CO₃ + 3H₂O

COS + 4NaOH → Na₂S + Na₂CO₃ + 2H₂O

СО₂ + 2NаОН → Na₂CO₃ + H₂O

H₂S + 2NаОН → Na₂S + 2H₂O

Колонна очистки состоит из двух секций: секции щелочной очистки и секции водной промывки.

В секции щелочной очистки расположены два слоя колец Рашига.

В нижней части секции водной промывки расположен слой колец Рашига, а в верхней части - три колпачковые тарелки.

Пирогаз после охлаждения в водяных холодильниках узла межступенчатого охлаждения пирогаза установки компримирования, поступает в сепаратор. Газовая фаза с верха сепаратора поступает в колонну, жидкая фаза через клапан-регулятор уровня поступает в линию питания колонны предварительной ректификации.

На линии входа пирогаза в колонну щелочной очистки установлен поточный хроматограф, который регистрирует содержание сероводорода и диоксида углерода в пирогазе, поступающем на очистку.

Пирогаз в колонне последовательно проходит секции щелочной очистки и водной промывки.

В секции щелочной очистки колонны К-108 осуществляется очистка пирогаза от сернистых соединений и углекислого газа раствором щелочи, циркулирующим по аппарату из куба колонны в верх.

В линию циркуляционной щелочи подается раствор "свежей" щелочи. Расход "свежего" раствора щелочи регистрируется.

Значение рН циркуляционной щелочи должно находится в пределах 8,7 ÷ 9,9 и регулируется датчиками рН среды, путем изменения расхода раствора NаОН.

При отклонении значения рН от выше указанного диапазона, необходимо изменить барьеры по минимальному и максимальному расходу.

Очищенный от сернистых соединений и углекислого газа пирогаз поступает в секцию водной промывки колонны очистки, где осуществляется отмывка пирогаза от щелочи химочищенной водой.

В секции водной промывки колонны осуществляется отмывка пирогаза от уносимых солей с нижней секции щелочной очистки.

ХОВ из емкости насосом подается на верхнюю тарелку колонны.

Промывная вода из секции водной промывки колонны самотеком сливается в секцию щелочной очистки через клапан-регулятор уровня верхней секции колонны и вместе с отработанной щелочью выводится в отстойник. Так же промывная вода из верхней секции используется для приготовления раствора свежей щелочи.

Предусмотрена схема циркуляции промывной воды по секции водной промывки колонны, циркуляция осуществляется по схеме: "низ секции водной промывки - насос - верх секции водной промывки".

Отработанная щелочь из нижней части колонны через клапан-регулятор уровня в сепараторе колонны отводится в отстойник.

В отстойнике осуществляется дегазация отработанной щелочи.

Отработанная щелочь из отстойника самотеком сливается в химзагрязненную канализацию (ХЗК) через клапан-регулятор уровня. Газы, выделившиеся при дегазации отработанной щелочи, сбрасываются на ФВГ(Факел Влажных Газов) через клапан-отсекатель.

Пирогаз с верха колонны поступает на охлаждение в трубное пространство пропиленового холодильника, работающего на изотерме +6 °С, где охлаждается до температуры 17-25 °С и поступает в сепаратор.

На линии выхода пирогаза из колонны установлен поточный хроматограф, который регистрирует содержание сероводорода и диоксида углерода в пирогазе, прошедшем очистку.

В сепараторе от пирогаза отделяется пироконденсат, который подается на питание колонн предварительной ректификации.

Пирогаз с верха сепаратора подается на осушку от влаги в адсорберы узла осушки пирогаза.

Ингибирование колонны щелочной очистки

Нормальная эксплуатация колонны щелочной очистки сопровождается образованием отработанной щелочи темно-желтого цвета ("желтого масла") в результате протекания реакций полимеризации при условиях щелочной очистки пирогаза.

Загрязнение системы "желтым маслом" приводит к:

- загрязнению внутренних устройств колонны с последствиями в виде снижения эффективности работы колонны, что выражается в ухудшении степени извлечения кислых газов;

- загрязнению отработанной щелочи;

- повышению потребления свежей щелочи.

Интенсивность протекания процесса полимеризации может быть четко определена по цвету раствора щелочи. При отсутствии полимеров цвет раствора зеленоватый или светло-желтый, при значительном образовании полимеров цвет раствора изменяется до темно-желтого, причем иногда наблюдаются в растворе плавающие частицы красного цвета.

Химически-загрязненная вода (ХЗВ) с растворенными полимерами выводится из колонны через уровнемерную колонку по дренажной линии в отстойник. Дренирование ХЗВ с уровнемерной колонки средней секции колонны производится не менее 2 раз в сутки технологическим персоналом, при этом один из работников должен находится на аппаратном дворе, другой - координирует действия в операторной. Между работниками должна быть устойчивая радиосвязь.

Для предотвращения полимерообразования в раствор свежей щелочи постоянно в небольшом количестве дозируется ингибитор.

Ингибирование производится с применением реагента Petroflo 20Y600 либо реагента ИПОН 1101.

Ингибитор с помощью переносного насоса из контейнера или бочки подается в расходную емкость.

Расход ингибитора от насоса настраивается перед пуском узла щелочной очистки пирогаза с помощью градуированного цилиндра. Во время работы насоса изменение подачи реагента производится с помощью регулятора на насосе по шкале лимба.