ИТС 30-2017 Переработка нефти

     2.15 Установки очистки нефтезаводских газов

Предварительная подготовка нефтезаводских газов к переработке включает процесс очистки газа от сероводорода, меркаптановой серы. Наиболее распространенным методом является метод очистки с помощью этаноламинов. Газы нефтепереработки и нефтехимии могут содержать от 0,5 до 15% сероводорода. При очистке технологического газа содержание сероводорода регламентируется требованиями процессов дальнейшей переработки. В частности, для химических синтезов содержание сероводорода в технологическом газе иногда может находиться в пределах от 1 до 50 мг/м. Сероводород, выделяемый при очистке, перерабатывают (утилизируют) в элементарную серу или серную кислоту. При очистке водородсодержащего потока на установках гидроочистки в очищенном газе должно оставаться не менее 5 г/м сероводорода, а при очистке этилена, идущего на производство оксида этилена, суммарное содержание сернистых соединений не должно превышать 0,0001 мг/м.

На НПЗ для очистки нефтезаводских газов используются, в основном, химические абсорбционные (хемосорбционные) способы очистки.

Хемосорбционные процессы очистки газа аминами

Для очистки используются водные растворы моноэтаноламина (МЭА) - первичный амин, диэтаноламина (ДЭА) - (вторичный амин), метилдиэтаноламина (МДЭА). Обычно применяют 15, 20, 30%-ные растворы.

Моно- и диэтаноламины извлекают из газов как сероводород, так и диоксид углерода, а триэтаноламин (третичный амин) - только сероводород. При взаимодействии с кислыми компонентами газа этаноламины образуют химические соединения, легко распадающиеся на исходные компоненты при повышении температуры и снижении давления.

Химизм процесса аминовой очистки газа

Основные химические реакции, протекающие в жидкой фазе:

(амин) + (сероводород) (1) обратимая реакция

(2)

где - это углеводородный радикал .

При низкой температуре реакции (1,2) протекают слева направо, а при высокой температуре - наоборот, т.е. они обратимы. Экзотермический эффект реакции составляет: при взаимодействии с МЭА - 1511 кДж/кг; для МДЭА - 1047 кДж/кг. Первичные амины более реакционно способны, и равновесное давление над их растворами ниже, чем над растворами третичных аминов. Первичные амины регенерируются труднее, чем третичные.

Условия проведения процесса

При температурах 20-40°С и повышенном давлении проходит процесс абсорбции - поглощения водным раствором амина кислого газа, а при температуре 105-130°С и давлении, близком к атмосферному, происходит процесс дессорбции - регенерации поглотителя и выделение кислых газов.

Сырьевыми потоками газов для очистки являются водородсодержащий газ с гидроочистки, углеводородный газ, газ стабилизации бензина. Принцип работы данного процесса очистки газа от сероводорода применительно к каждому из вышеназванных аминовых растворов представлен на рисунке 2.64.

     
Рисунок 2.64 - Схема однопоточной аминовой очистки газа

I - газ на очистку; II - очищенный газ; III - экспанзерный газ; IV - кислый газ; V - водяной пар; 1 - абсорбер; 2, 9 - насосы; 3, 7 - холодильники; 4 - экспанзер; 5 - теплообменник; 6 - десорбер; 8 - сепаратор; 10 - кипятильник; 11 - емкость регенерированного амина

Очищаемый газ подают восходящим потоком через абсорбер навстречу водному раствору абсорбента. Насыщенный химически связанным и физически растворенным и другими примесями раствор выводят из нижней части абсорбера, дросселируют со снижением давления, а затем нагревают в рекуперативном теплообменнике и направляют в десорбер. Необходимая для регенерации теплота сообщается раствору в кипятильнике (рибойлере), обогреваемом глухим водяным паром. Регенерированный аминовый раствор из нижней части десорбера снова подают в абсорбер. С верха десорбера отводят смесь извлеченных кислых компонентов - кислых газов (сероводорода) и водяного пара. Охлажденные кислые газы (сероводород) направляют на переработку в элементарную серу или серную кислоту.

В производственных схемах аминовой очистки газа предусматривается также система фильтрации (очистки) водного раствора амина и ввода антивспенивателя (пеногасителя) в систему.

Приведенная схема имеет совершенно одинаковое оборудование, обвязку аппаратов для всех используемых водных растворов аминов и различается концентрацией раствора, расходами аминов, энергетическими и тепловыми затратами.

Многие предприятия располагают несколькими аминовыми абсорберами и одной общей установкой регенерирации амина (абсорбером).

На рисунке 2.65 представлена принципиальная технологическая схема блока аминовой очистки с тремя абсорберами и одним десорбером.