Схема комплексної підготовки системи МЕА С. 200

Звіт

по переддипломній практиці

Блок очищення газів розчином моноетаноламіна - секція С.200

Виконав: ст. V курсу, групи КМ-101

Унгурян Максим Вікторович

Одеса – 2015 року

Моноетаноламін

Моноетаноламін (2-аміноетанол) - органічна сполука, представник класу аміноспіртов, густа масляниста рідина, змішується з водою в усіх відношеннях, володіє сильними лужними властивостями.

1.1. Спосіб отримання:

Моноетаноламін отримують спільно з діетаноламіном і триетаноламіном рідкофазного аммонолізом окису етилену у присутності невеликої кількості води в одну стадію при температурі 90-130 °C і тиску 7-10 МПа. Утворившуся суміш етаноламінів, води й аміаку поділяють ректифікацією.

1.2. Призначення

Моноетаноламін (МЕА) застосовується в газовій і нафтовій промисловості для поглинання кислих газів і сірковмісних органічних сполук, моноетаноламін вищого і першого сортів застосовується також у фармацевтичній, текстильній і лакофарбової промисловості, у виробництві пластмас.

1.3. Застосування

– В якості абсорбентів "кислих" газів (H₂S, CO₂, SO₂ і т.п.) в процесах очищення технологічних газів на підприємствах нафтопереробної, газодобувної та хімічної галузей промисловості. Абсорбований газ виділяється при нагріванні розчину, регенерований моноетаноламін направляється в рецикл;

– Як сировина для отримання емульгаторів, диспергаторів, стабілізаторів пен, миючих засобів, шампунів, ПАР та ін .;

– Для отримання етілендіаміна, N-вінілпіролідону і ряду інших хімічних продуктів;

– У фармацевтиці в якості буферного речовини і для стабілізації емульсій;

– При виробництві гербіцидів, косметичних засобів, антигістамінних препаратів

1.4. Упаковка, транспортування та зберігання

Моноетаноламін (МЕА) заливають в сталеві бочки. Транспортують у критих залізничних вагонах і в критих транспортних засобах автомобільним транспортом, а також у власних або орендованих залізничних цистернах і в автомобільних цистернах.

Моноетаноламін (МЕА) зберігають у герметично закритих бочках під навісом або в закритих складських приміщеннях вдалині від опалювальних приладів, а також в резервуарах на відкритих майданчиках під подушкою інертного газу, при температурі від мінус 40 до 50 °С.

Не допускається спільне зберігання з їдкими, агресивними продуктами, особливо з азотною кислотою і в присутності хлору.

2. Очищення водородсодержащего і вуглеводневої газів розчином моноетаноламіна (МЕА)

Процес очищення газів заснований на абсорбції сірководню водним розчином МЕА з подальшою його регенерацією.

2.1. Основні реакції

При очищенні вуглеводневих і воднемістких газів від сірководню 10-15% -ним водним розчином моноетаноламіна при низьких температурах протікають реакції з утворенням комплексної сполуки сульфідів і дисульфідів:

2С₂Н₄0Н NH₂ + Н₂S ↔ (С₂Н₄0НNH₃)₂S

(С₂Н₄0Н NH₃)₂S + Н₂S ↔ 2(С₂Н₄0НNH₃) НS

При температурі 40 ° С ці реакції зміщені в бік поглинання сірководню та насичення їм розчину моноетаноламіна. При нагріванні насиченого розчину МЕА відбувається розкладання комплексної сполуки сульфідів і дисульфідів з виділенням вільного сірководню з розчину МЕА, тобто відбувається регенерація моноетаноламіна.

В процесі очищення вуглеводневих і воднемістких газів від сірководню, при наявності в них кисню та інших домішок можуть утворитися важко регенеруючі Тіосполуки:

(С₂Н₄0Н NH₃)₂S + Н₂S + 20₂ → (С₂Н₄ОН NH₃)₂S₂0₃ + Н₂О

Для приготування робочих розчинів МЕА застосовується паровий конденсат.

2.2. Основні умови проведення процесу

Основними факторами, що впливають на процес очищення газів, є: температура, тиск, масова частка МЕА в розчині, витрата розчину МЕА.

Перевищення оптимальної (30 до 45°С) температури погіршує поглинання сірководню, веде до підвищення циркуляції розчину МЕА, тобто до додаткових енерговитрат.

Підвищення тиску сприятливо впливає на процес поглинання сірководню - чим вище тиск, тим вище коефіцієнт абсорбції.

Зменшення масової частки МЕА в розчині послаблює корозію апаратури, знижує розчинність в ньому вуглеводнів, але підвищує коефіцієнт циркуляції розчину. Масову частку МЕА в розчині слід витримувати в межах від 10 до 15%.

Зі збільшенням витрати розчину МЕА при очищенні газів з постійною масовою часткою МЕА в ньому, ступінь вилучення сірководню збільшується.

3. Секція С.200 - Блок очищення моноетаноламіном (МЕА)

3.1. Призначення блоку

Блок призначений для очищення від сірководню наступних газів:

- Паливного газу з установки каталітичного риформінгу, вуглеводневих газів стабілізації з сепараторів відпарних колон V-105, V-106 і сепаратора низького тиску V-153.

- Циркуляційного ВСГ секції С.100 та секції С.150.

Паливний газ установки риформінгу з температурою до 35оС, контроль за поз. TIR 2101 і тиском до 0,43 МПа (4,3 кгс / см²), контроль за поз. PIR-2101, надходить, попередньо змішавшись з вуглеводневим газом із рефлюксной ємностей V-105, V-106, V-153 в сепаратор V-251, де відбивається газоконденсат; рівень контролюється поз. LIRA-2151, по даній позиції передбачена сигналізація при збільшенні рівня до 20%. Газоконденсат з V-251 скидається вручну в V-501 або в V-301.

У сепараторі V-251 передбачена сигналізація при підвищенні рівня до 90% по сигналізатора рівня поз. LАН-2151.

Далі паливний газ з V-251 надходить в абсорбер С-203 під 20-ю тарілку; витрата паливного газу реєструється поз. FQIR-2101.

У абсорбері С-203 за рахунок подачі розчину МЕА 12 ÷ 15% мас. відбувається очищення паливного газу від сірководню при тиску від 0,15 МПа до 0,45 МПа (від 1,5 кгс / см² до 4,5 кгс / см²) і температурі не вище 40 ^оС.

Зверху колони С-203 очищений паливний газ надходить в сепаратор паливного газу V-108. Надлишок очищеного паливного газу повертається на установку каталітичного риформінгу.

Тиск у абсорбере С-203 контролюється поз. PIRCA-2103, і ​​регулюється клапаном-регулятором поз. PV-2106 виконання "НЗ", встановленого на трубопроводі виходу газу з колони С-203 на установку каталітичного риформінгу. Передбачений трубопровід скидання паливного газу в всередині інсталяційний факельний колектор клапаном-регулятором поз. РІС-2103 виконання «АЛЕ» у разі аварійних ситуацій.

Вміст сірководню в паливному газу контролюється за допомогою аналізатора поз. AIRA 2101; при вмісті сірководню рівному 0,1% моль. спрацьовує сигналізація поз. AIRA 2101; аналізатор тимчасово не працює.

При підвищенні тиску паливного газу на виході з С-203 за поз. PIRCA-2103 до 0,4 МПа (4,0 кгс / см²) включається сигналізація.

Передбачена можливість байпасірованія абсорбера С-203 по потоку паливного газу.

На 1-у тарілку зверху колони С-203 подається регенерований розчин МЕА від насоса Р-201 А / В з витратою 4500 ÷ 9900кг / год. Витрата розчину МЕА регулюється клапаном-регулятором виконання «НЗ» поз. FCV-2102 контуру FIRCA-2102, який встановлений на трубопроводі від насоса Р-201 А / В в колону С-203.

Передбачена попереджувальна сигналізація поз. FIRCA-2102 при зниженні витрати МЕА до 4000кг / год; поз. FIRCA-2102 - при збільшенні витрати до 10000кг / год.

Для очищення УВГ від сірководню на блоках установок ЕЛОУ-АВТ, вісбрекінгу постійно використовується в технологічному процесі регенерований розчин МЕА з секції 200 КМО. Насичений розчин МЕА від зазначених установок повертається по трубопроводу на очищення в колону С-203 для подальшого використання в технологічному процесі. Для повторного використання в технологічному процесі з куба колони С-201 насичений розчин МЕА виводиться спільно з насиченим МЕА з колони С-203 і МЕА від ТЦ№1 (з УВ і АВТ) в теплообмінники Е-201, Е-201 А / В і далі в колону регенерації МЕА С-202. Кількість повернутого розчину від ТЦ№1 контролюється по приладу поз. FIR-2306.

Насичений сірководнем розчин МЕА з низу колони С-203 надходить в пластінчатий теплообмінник Е-201 або в міжтрубний простір теплообмінників Е-201А, В, де нагрівається зустрічним потоком регенерованого розчину МЕА з колони С-202. Рівень розчину МЕА в колоні С-203 підтримується клапаном-регулятором поз. LIRCA-2101. Клапан-регулятор витрати поз. FIRCA 2103, який стоїть на лінії з С-203 в теплообмінник Е-201 або Е-201А / В, має каскадну схему регулювання і пов'язаний з регулюванням рівня в С-203 поз. LIRCA-2101. Пластинчастий теплообмінник Е-201 і кожух-трубчастий теплообмінник Е-201 А / В за технологічною схемою встановлені паралельно і є взаємозамінними. Схемою передбачена можливість відключення з технологічної схеми або пластинчастого теплообмінника Е-201, або кожух-трубчастого теплообмінник Е-201 А / В як по потоку насиченого МЕА так і по потоку регенерованого МЕА.

Технологічною схемою передбачені сигналізації рівня в колоні С-203:

– при зниженні рівня до 10% (600 мм) за поз. LIRCA-2101;

– при збільшенні рівня до 90% (1900 мм) за поз. LIRCA-2101.

По витраті насиченого МЕА з С-203 передбачена сигналізація:

– при зниженні витрати до 4500 кг / год за поз. FIRCA-2103;

– при збільшенні витрати до 10500 кг / год за поз. FIRCA-2103.

Відокремившись від рідини ВСГ з холодного сепаратора V-103 з тиском 3,0-3,4 МПа (30 ÷ 34кгс / см²) і температурою 35-40 ^оС надходить в сепаратор V-205, в якому відбувається відділення якого віднесло рідкого продукту від газу. Рівень в нижній частині сепаратора V-205 контролюється за поз. LIR-2152. При досягненні рівня більше 50% продукт періодично дренируется в закриту дренажну ємність V-111. ВСГ з сепаратора V-205 надходить під двадцятого тарілку в колону С-201. При необхідності (при зупинці та виведенні на режим КМО) є можливість відключити колону С-201 з очищення ВСГ, шляхом відкриття запірної арматури на Байпасний трубопроводі між входом і виходом газу з колони С-201 і закриттям запірної арматури на вході і виході газу з колони З-201.

Очищений від сірководню ВСГ з колони С-201 надходить в приймальний сепаратор V-107 циркуляційного компресора К-101 А / В.

На 1-у тарілку колони С-201 подається регенерований розчин МЕА від насоса Р-201А / В з витратою 15000 ÷ 41000 кг / год. Витрата розчину МЕА підтримується клапаном-регулятором виконання «НЗ» поз. FCV-2105 А виконання "НЗ" контуру FIRCA-2105 A, встановленому на трубопроводі подачі розчину МЕА від насоса Р-201 А / В в абсорбер С-201. Передбачено каскадне регулювання поз. LІС-2301-рівнем в рібойлере з паровим простором Е-203. Технологічною схемою передбачені сигналізації по витраті розчину МЕА в колону С-201:

- При збільшенні витрати за поз. FIRCA-2105 А більш 42000 кг / год;

- При зниженні витрати за поз. FIRCA-2105А менш 16000 кг / год.

При зниженні витрати розчину МЕА менше 15000 кг / год спрацьовує блокування поз. FIRSA-2105В, при якій закривається клапан-відсікач поз. FСV-2105B на трубопроводі подачі розчину МЕА в абсорбер С-201, включається аварійна сигналізація.

Насичений розчин МЕА з куба абсорбера С-201 виводиться одним потоком з насиченим розчином МЕА з абсорбера С-203 і розчином МЕА з ТЦ№1 в міжтрубний простір теплообмінників Е-201А / В або Е-201. Регулювання рівня в С-201 здійснюється клапаном-регулятором поз. LIRCA-2102. Мається каскадне регулювання витрати поз. FIRCA-2104, з коригуванням за рівнем в С-201 поз. LIRCA-2102.

За рівнем в абсорбере С-201 є сигналізації:

- При зниженні рівня менше 30% (700 мм) за поз. LIRCA-2102;

- При збільшенні рівня більше 70% (2050 мм) за поз. LIRCA-2102.

При зниженні рівня в абсорбере С-201 менш 240мм спрацьовує блокування поз. LSLL-2103, яка закриває клапан поз. FСV-2104 на виході насиченого МЕА з С-201 і відсікач ХV-2151 там же. При включенні блокування вмикається аварійна сигналізація поз. LSLL-2103.

По витраті розчину МЕА з колони С-201 передбачені сигналізації:

- Поз. FIRCA-2104 при зниженні витрати менше 16000 кг / год;

- Поз. FIRCA-2104 при збільшенні витрати більш ніж 42000 кг / год.

Насичений розчин МЕА з міжтрубному простору кожухотрубчасті теплообмінників Е-201А / В або пластинчастого теплообмінника Е-201 з температурою від 100 °С до 118 °С надходить в десорбер С-202 на 4-у тарілку.

У десорбері С-202 при температурі низу від 116 °С до 122 °С, контроль здійснюється по приладу поз. ТІR-2302 і тиску від 0,045МПа до 0,085МПа (0,45-0,85 кгс / см²) контроль здійснюється по приладу поз.PIC-2301 відбувається регенерація насиченого розчину МЕА за рахунок нагріву розчину МЕА паром низького тиску подаваного в трубне простір рібойлера Е-203. У десорбер С-202 передбачена подача свіжого розчину МЕА насосом Р-204 з ємності зберігання розчину МЕА ТК-201.

Для підтримки рівня в десорбері С-202 передбачена подача води котла насосом Р-502 А / В в паровий простір рібойлера Е-203.

З куба десорбера С-202 регенерований розчин МЕА подається в рібойлер Е-203, звідки утворилися пари повертаються назад в колону С-202. Рідина з рібойлера Е-203 надходить в пластинчастий теплообмінник Е-201, або трубне простір теплообмінників Е-201 В / А, де віддає своє тепло зустрічному потоку насиченого розчину МЕА, далі охолоджується у водяному холодильнику Е-204а, В і надходить в приймальний трубопровід насоса Р-201 А / В.

У приймальний трубопровід насоса Р-201А / В передбачена врізка для подача антипінні присадки з ємності V-202 насосом-дозатором Р-203. Рівень в ємності V-202 контролюється за місцем мерному склу.

Насосом Р-201 А / В регенерований розчин МЕА подається в колони С-201, С-203, в колону установки вісбрекінгу С-103 і ЕЛОУ-АВТ колони А-1 і А-2.

Для очищення розчину МЕА від механічних домішок призначений вугільний фільтр F-251, через який розчин МЕА (витрата контролюється за місцем поз. FІ-2101), подається з викидного трубопроводу насоса Р-201 А / В зі скиданням у приймальний. Перепад тиску на фільтрі F-251 контролюється за місцем поз. РdІ-2251.

Витрата пари низького тиску в рібойлере з паровим простором Е-203 підтримується контуром FIRC-2301 з клапаном-регулятором поз. FCV-2301 виконання "НЗ", встановленим на трубопроводі входу пара в рібойлер Е-203. Позиція має каскадну схему регулювання, пов'язану з поз. TIRCA-2301 температурою верху колони С-202.

Температура верху колони С-202 має сигналізації:

- При зниженні температури верху не вище 100оС за поз. TIRCA-2301;

- При збільшенні температури верху не вище 120оС за поз. TIRCA-2301.

Для регулювання температури пари подається в рібойлер Е-203, служить контур поз. TIRC-2303 з клапаном поз. TCV-2303 виконання "НО", встановлений на трубопроводі подачі води котла в лінію пара в Е-203. Пароконденсат з рібойлера Е-203 збирається в конденсатозбірнику V-504, звідки насосом Р-207 А / В відкачується в лінію пароконденсата низького тиску. Рівень у конденсатозбірнику V-504 підтримується клапаном-регулятором виконання «АЛЕ» поз. LIRC-2302, встановленим на трубопроводі скидання конденсату з викиду насоса Р-207 А / В на його прийом.

Зверху колони С-202 пари води і сірководень надходять в повітряний холодильник ЕА-201, де охолоджуються до 35¸65оС. Температура вихідного потоку контролюється поз. TIR 2304 і регулюється поз. TIRCA-2305, пов'язаної з управлінням положення жалюзі ЕА 201.

З повітряного холодильника ЕА-201 газожидкостной потік надходить у сепаратор V-201, де відбувається поділ сірководню і кислої води. З сепаратора V-201 кисла вода надходить на прийом насоса Р-202 А / В.

Насосом Р-202 А / В кисла вода подається на зрошення в колону С-202. Регулювання рівня в сепараторі V-201 здійснюється клапаном-регулятором поз. LIRCA-2302, є каскадне управління з поз. FIRCA-2302.

Передбачена сигналізація за рівнем в сепараторі V-201:

- Поз. LIRCA-2303 при зниженні до 10%;

- Поз. LIRCA-2303 при збільшенні до 90%.

По витраті зрошення в десорбер С-202 є сигналізації:

- Поз. FIRCA-2302 при зниженні нижче 600 кг / год .;

- За поз. FIRCA-2302 при збільшенні вище 3000 кг / год.

З сепаратора V-201 сірководень з температурою 35¸65^оС і тиском 0,04-0,085 МПа (0,4¸0,85 кгс / см²) подається на блок виробництва сірки в камеру згоряння печі Н-401.

Тиск після сепаратора V-201 контролюється приладом поз. PIRCA-2301 і регулюється клапаном-регулятором PCV-2301 виконання «АЛЕ» на трубопроводі скидання сірководню в факельний колектор КМО. Можливо каскадне управління поз.FІС-4203 - витрата кислого газу від С.200 в пальник В-401 на С.400. По тиску в сепараторі V-201 передбачені сигналізації:

- При зниженні тиску нижче 0,04 МПа (0,4 кгс / см²) за поз. PIRCA-2301;

- При збільшенні тиску вище 0,01 МПа (1,0 кгс / см²) за поз. PIRCA-2301.

Скидання горючих газів і парів від запобіжних клапанів здійснюється на факел через факельну ємність V-501. Наявність скидів вуглеводневих газів контролюється сигналізатором витрати поз. FAH-1805, з висновком показань на робочу станцію оператора. Датчик встановлений на трубопроводі виходу вуглеводні рідного газу з ємності V-501. Наявність «кислих» скидів контролюється сигнализа-тором витрати поз. FAH-1806, з висновком показань на робочу станцію оператора. Датчик встановлений на трубопроводі виходу «кислих» газів з ємності V-506.

Скидання кислих газів і парів від запобіжних клапанів секцій 200, 300 здійснюється в факельний трубопровід кислих газів через ємність V-506.

3.2. Вузол приготування розчину МЕА

Для приготування робочого розчину МЕА, використовується дренажна ємність V-203, в яку заливається 100% розчин МЕА і розбавляється конденсатом пара низького тиску до концентрації 12 ÷ 15% мас.

Для виключення контакту розчину МЕА з киснем повітря передбачена подача азоту низького тиску в дренажну ємність V-203 і ємність зберігання розчину МЕА ТК-201. Тиск в трубопроводі азоту регулюється редуктором поз. РСV-2501 і клапанами прямої дії поз. РСV-203 - тиск у дренажної ємності V-203 і поз. РСV-202 - в ємності зберігання розчину МЕА ТК-201.

Крім приготування робочого розчину МЕА дренажна ємність V-203 служить для збору розчину МЕА з С.200, сепаратора V-107; ємності кислих вод V-403 (при віднесенні МЕА).

У ємність зберігання розчину МЕА ТК-201 передбачена подача конденсату пара низького тиску, обігрів ємності здійснюється теплофікаційної водою через вбудований змійовик. Для відкачування розчину МЕА з ємності Е-203 в ємність ТК-201, передбачений інжектор J-201, який встановлений на трубопроводі від насоса Р-204 в ємність ТК-201. Рівень в ємності ТК-201 контролюється за поз. LIRA-2501.

За рівнем розчину МЕА в ємності ТК-201 передбачені сигналізації при зниженні рівня до 5% і збільшенні рівня вище 80% поз. LIRA-2501. При необхідності є можливість відкачати розчин МЕА насосом Р-204 в нижню частину колони С-202; витрата при цьому контролюється приладом поз. FIR-2501.

Схема комплексної підготовки системи МЕА С. 200

5. Перевірка технологічних трубопроводів і апаратів на міцність і щільність (опресовування)

5.1 Секція С.200 - блок очистки МЕА

а) Зібрати схему:

Набрати в ній тиск 0,6 МПа (6,0 кгс / см²) азотом, виконати Обмилювання всіх роз'ємних з'єднань, виявлені зауваження занести в вахтовий журнал старшого оператора.

б) Знизити тиск в системі до атмосферного шляхом скидання газу із системи в атмосферу. Усунути всі пропуски згідно із записами у вахтовому журналі. Після цього поставити систему на «графік» при тиску 0,6 МПа (6,0 кгс / см²). При зниженні тиску рівним або менше 0,5% на годину і витримці не менше ніж 4:00 система вважається витримала випробування на щільність.

в) Зібрати схему:

г) Набрати в ній тиск азотом 0,3МПа (3,0кгс / см²) і обмилити систему, виявлені пропуски записати в вахтовий журнал.

д) Знизити тиск до атмосферного шляхом скидання інертного газу із системи в атмосферу. Усунути виявлені пропуски згідно із записами у вахтовому журналі. Повторно набрати тиск 0,3МПа (3,0кгс / см²) азотом і поставити систему на «графік». При зниженні тиску не більше 0,5% на годину і при витримці не менше ніж 4:00 система вважається витримала випробування на щільність.

е) Зібрати схему:

V-203 → J-201 → ТК-201 → Р-204

Система випробовується водою над наливом, за наявності - пропуски усуваються, після усунення система готова до роботи.

Перелік виконаних робіт записати в «Вахтовий журнал» Ф15 СТП СМК-4.2.3-12-2010.

Пуск секції С. 200

1) Перевірити і при необхідності зібрати всю схему секції 200. Виконати випробування технологічної схеми інертним газом з постановкою секції на ²графік². При необхідності усунути виявлені недоліки. Підготувати робочий розчин МЕА і приступити до набору рівнів в колонах С-201, С-202, С-203, рібойлера Е-203, заповнення теплообмінників Е-201А / В і холодильників Е-204а / В. Підготувати до роботи основне насосне обладнання секції 200. Переконавшись за результатами аналізів, що вони задовольняють вимогам, налагодити холодну циркуляцію секції 200.

2) При температурі на вході в реактор R-101 3200С включити в технологічну схему колону С-201, відцентровий насос Р-201А / В подачі розчину МЕА на зрошення С-201 і приступити до очищення ВСГ від сірководню.

3) З появою вуглеводневого газу з рефлюксної ємності V-105, ємності зрошення V-106, сепаратора низьких тиску V-153 включити в технологічну схему колону С-203 і приступити до очищення вуглеводневого газу від сірководню.

4) Підготувати схему до прийняття пара в рібойлер Е-203, що утворюється пароконденсат направити в ємність V-504 і налагодити відкачку пароконденсата згідно з технологічною схемою.

5) Підйом температури в колоні С-202 здійснювати зі швидкістю 20¸250С на годину. При досягненні температури низу колони С-202 1200С приступити до регенерації МЕА. Підготувати до включення в роботу фільтр F-251 для забезпечення чистоти МЕА від механічних домішок. При повному включенні схеми очищення МЕА здати на аналіз в ЦЗЛ розчини насиченого і регенерованого розчинів МЕА згідно з графіком аналітичного контролю.

6) Підготувати та включити в роботу повітряний холодильник ЕА-201. Підготувати до роботи відцентрові насоси Р-202А / В і при появі рівня в ємності V-201 подати зрошення в колону С-202. Одержуваний сірководень тимчасово направляти в факельний колектор кислого газу. При тиску в системі регенерації МЕА вище 0,5 МПа направити сірководень на секцію 400.

7) У разі необхідності провести підкачування свіжого розчину МЕА в колону регенерації С-202.