Установки очистки газа от кислых компонентов.

10.2.1. Требования настоящего раздела распространяются на проектирование технологической части установок очистки газа от сероводорода и углекислого газа водными растворами аминов (МЭА-моноэтаноламина, ДЭА-диэтаноламина, МДЭА-метилдиэтаноламина) и другими поглотителями, а также с помощью молекулярных сит.

10.2.2. При проектировании установок очистки газа от кислых компонентов следует учитывать:

а) объем перерабатываемого кислого газа и потенциальное содержание кислых компонентов в газе;

б) тип инертных и кислых компонентов (азот, кислород, сероводород, двуокись углерода, сероокись углерода, сероуглерод, меркаптаны), их мольные концентрации в сырьевом газе;

в) парциальное давление кислых компонентов в поступающем на переработку газе, соотношение в нем СО₂/Н₂ S;

г) параметры (давление, температура) поступающего сырья;

д) требования к качеству очищенного газа и других готовых продуктов, получаемых на ГПЗ;

е) необходимость и способ извлечения сжиженных углеводородных газов (пропана, бутанов, их смесей), этановой, пентановой и др. фракций;

ж) месторасположение ГПЗ (установки);

з) требования к охране окружающей среды;

и) требования по надежности и безопасности;

к) высокую токсичность и агрессивность сероводорода.

Если в исходном сырье содержится значительное количество сероокиси углерода (COS), сульфида углерода (CS ₂) и меркаптанов (RS H), с которыми моноэтаноламин вступает в необратимые реакции, то в этом случае рекомендуется применять для очистки газа от сероводорода растворы диэтаноламина (ДЭА), которые стабильны для указанных выше соединений.

В тех случаях, когда в газе высокое соотношение СО₂/Н₂ S и нет необходимости очистки от СО₂ очистку газа от сероводорода рекомендуется осуществлять с использованием раствора метилдиэтаноламина (МДЭА), обладающего высокой селективностью по отношению к сероводороду.

Как правило, установки очистки газа от кислых компонентов проектируются на основании и в соответствии с технологическим регламентом на проектирование.

10.2.3. Природный и нефтяной газы, подаваемые в качестве сырья на установку очистки газа от сероводорода и других кислых компонентов, должны пройти предварительную сепарацию от капельной жидкости и механических примесей.

10.2.4. Остаточное содержание сероводорода и других кислых соединений в очищенном газе должно соответствовать требованиям к товарному газу действующих государственных стандартов, заданиям на проектирование или условиям технологии последующей переработки газа.

10.2.5. Нормальная работа установки сероочистки должна обеспечиваться при колебаниях в подаче сырья (газа), указанных в задании на проектирование. В случае отсутствия в задании такого требования работоспособность установки должна обеспечиваться при колебаниях подачи газа от 50 % до 115 % от номинальной производительности установки.

10.2.6. Требования на проектирование технологической части установок очистки газа от сероводорода растворами аминов и другими поглотителями.

10.2.6.1. При выборе реагента для очистки газа от сероводорода (МЭА, ДЭА и других поглотителей) должны учитываться следующие факторы:

- состав очищаемого газа (содержание Н₂ S, СО₂, О₂, С S ₂, COS, меркаптанов, тяжелых углеводородов);

- параметры газа (P, t);

- требования к очищенному газу по остаточному содержанию удаляемых компонентов;

- стабильность реагента;

- селективность реагента;

- экономические показатели (капитальные вложения, энергозатраты, потери реагента и т.д.).

10.2.6.2. На установках с большими потоками циркулирующего раствора поглотителя предпочтение, как правило, отдается схемам с расщепленным (разделенным) потоком регенерированного раствора (тощего и полутощего).

10.2.6.3. В составе установок должно предусматриваться оборудование (емкости) для оперативного хранения амина, рассчитанное на прием всего количества раствора, циркулирующего в системе. Эта емкость может использоваться в качестве буферной в системе циркуляции раствора.

10.2.6.4. Для слива амина из аппаратов и трубопроводов и последующего возврата его на вторичное использование необходимо предусматривать дренажную систему.

Объем сборников насыщенного и регенерированного растворов должен быть рассчитан на прием основного количества поглотительных растворов при остановках установки.

Для приема остаточного количества раствора в аппаратах и трубопроводах должна предусматриваться дренажная емкость соответствующих размеров.

Возврат раствора в систему циркуляции следует осуществлять через узел фильтрация амина.

10.2.6.5. В составе установки следует предусматривать оборудование для приготовления и подачи в систему циркулирующего амина антивспениванителя и ингибитора коррозии (при необходимости).

10.2.6.6. Для поддержания заданной (расчетной) концентрации раствора амина схемой должна быть предусмотрена подпитка системы деминерализованной водой (паровой конденсат из котельной) и свежим амином со склада из бочки.

При подпитке системы амина только из бочки необходимо предусматривать устройство для разогрева бочки.

10.2.6.7. Для уменьшения потерь амина за счет окисления кислородом воздуха необходимо предусматривать создание "подушек" в емкостях хранения растворов амина путем подачи в них инертного газа вязкого давления (преимущественно азота) или очищенного углеводородного газа.

10.2.6.8. Для уменьшения потерь амина на выходящих потоках очищенного газа из абсорбера и кислых газов из десорбера необходимо предусматривать сепарацию газов с возвратом уловленной жидкости в систему регенерации амина.

10.2.6.9. Степень насыщения раствора кислыми газами, как правило, принимается не выше:

- 0,3 молей кислых газов на моль амина при очистке раствором МЭА;

- 0,4 молей кислых газов на моль амина при очистке раствором ДЭА, МДЭА.

Допускается увеличивать степень насыщения раствора кислыми компонентами при условии обеспечения эффективной защиты оборудования от коррозии (по данным технологического регламента на проектирование).

10.2.6.10. Температуру раствора амина, подаваемого на верх абсорбера, следует принимать на 2 - 6 ° С выше температуры выходящего из абсорбера газа.

10.2.6.11. Температура насыщенного раствора амина на выходе из абсорбера не должна превышать расчетной (равновесной).

10.2.6.12. Не допускается попадания тяжелых углеводородов в раствор амина.

10.2.6.13. В случае подачи очищенного амином газа на последующую переработку с использованием процессов, на которые амин оказывает отрицательное влияние, например, осушка газа на цеолитах, рекомендуется применять водную промывку очищенного газа от амина.

10.2.6.14. Насыщенный раствор амина из абсорбера должен направляться в промежуточную емкость для выделения растворенных углеводородов при более низком давления (как правило при давлении 0,6 МПа) с повторной абсорбцией газа разгазирования амином.

При очистке газа с давлением ниже 1,5 МПа установка промежуточной емкости не обязательна.

10.2.6.15. При выборе рибойлеров отпарной колонны амина (десорбера) рекомендуется предпочтение отдавать аппаратам горизонтального типа с паровым пространством и несколькими входами по жидкости и выходами по газу.

10.2.6.16. Проектом должен быть решен вопрос обезвреживания и утилизации твердых и жидких отходов.

10.2.6.17. Очистка и утилизация аминосодержащих стоков должна проектироваться в соответствии с технологическим регламентом.

10.2.7. Требования на проектирование технологической части установки очистки газа от сероводорода адсорбционным способом.

10.2.7.1. Очистка газа от сероводорода и других сернистых компонентов адсорбционным способом, как правило, применяется для газов с низким содержанием сероводорода (до 0,2 ¸ 0,3 % об.).

10.2.7.2. Тип адсорбента и режим работы оборудования (циклы переключения адсорберов) следует принимать в соответствии с технологическим регламентом на проектирование.

В случае отсутствия технологического регламента конкретно для данной установки допускается использовать данные регламентов аналогичных установок с соответствующими коррективами (при необходимости) на состав и количество сырья и др.

10.2.7.3. При проектировании адсорбционной установки следует предусматривать защиту от коррозии в системе охлаждения газа регенерации.

10.2.7.4. Направление потоков в адсорберах, как правило, принимается: для очищаемого газа - сверху вниз, для газа регенерации и охлаждающего газа - снизу вверх.

10.2.7.5. Перепад давления на адсорберах (гидравлическое сопротивление слоя) следует принимать с коэффициентом не ниже 1,6 к расчетному значению.

10.2.7.6. В случае очистки неосушенного газа или совмещенной осушки и очистки газа от кислых компонентов применяемый адсорбент (синтетические цеолиты) следует защищать от контакта с капельной влагой слоем твердого осушителя, значительно более стойкого к действию жидкой воды (например, активированной окиси алюминия).

10.2.7.7. На выходящих из адсорберов потоках очищенного газа, газа охлаждения и регенерации следует устанавливать фильтры (рабочий и резервный) для очистки газа от механических примесей.

10.2.7.8. При выборе схемы процесса очистки газа необходимо рассматривать целесообразность совмещения этого процесса с осушкой газа.

10.2.7.9. Количество адсорберов, циклы переключений на различные режимы работы (очистка, регенерация, охлаждение) должны выбираться с учетом обеспечения долговременной работы печи нагрева газа регенерации, срока службы адсорбента и т.д.

10.2.7.10. В проекте установки должны быть решены вопросы утилизации газа регенерации, содержащего кислые компоненты, а также обработка отработанного сорбента до кондиций, безопасных для окружающей среды.