Сероочистка природного газа

Очистка природного газа от сернистых соединений принята в две стадии:

- I ступень - гидрирование органических соединений серы в сероводород на алюмокобальтмолибденовом катализаторе;

- II ступень - поглощение образовавшегося сероводорода окисью цинка (поглотитель марки ГИАП-10) .

Для гидрирования органических соединений серы в природный газ перед подогревателем 103 дозируется азотоводородная смесь с объемной долей не более 17% от расхода природного газа. Объемная доля Н₂ в смеси (природный газ + ABC) составляет не более 11%, при содержании серы в природном газе менее 10 мг/м³ , содержание Н₂ – 4,12%. Сигнализируется снижение расхода АВС до 1800 нм³/ч. Содержание сероорганики и водорода на входе в подогреватель 103 контролируется лабораторным анализом с анализной точки Q-109.

При нормальной работе агрегата азотоводородная смесь поступает на дозировку после сепаратора 430 компрессора 401, регулировка расхода осуществляется клапаном FV- 1002.

Газовая смесь (природный газ и ABC) под давлением не более 3,9 МПа (39 кгс/см²) и с температурой не более 250 ºС поступает в подогреватель 103, где нагревается до температуры 370-400 ºС дымовыми газами, образующимися при сжигании природного газа и смеси отпарного газа с газами продувок, поступающей из установки разгонки газового конденсата и АХУ. Природный газ подается на сжигание в инжекционные горелки, а отпарной газ - непосредственно в топочное пространство подогревателя поз.103. Температура газовой смеси на выходе из подогревателя поддерживается автомати­чески регулятором TC-101, расчитывающего задания для регулятора расхода топливного газа в горелки FC-107 и регулятора давления топливного газа перед горелками РС-101. При нормальном режиме работы регулирование клапаном РV-101 осуществляется от регулятора FC-107. В случае отказа датчика расхода F-107, управление клапаном автоматически переключится на регулятор РС-101, а при отказе и датчика расхода и датчика давления (Р-101) управление клапаном переключится на регулятор ТС-101. При повышении температуры газа (Т-101,131) до 400°С, включается в работу защитный регулятор ТСН-101 снижающий подачу топливного газа на подогреватель. При повышении температуры стенки змеевиков (Т-103÷106) до 440°С подогреватель будет разгружен по топливному газу защитным регулятором ТСН-103, а при повышении температуры дымовых газов (Т-102) до 910°С – регулятором ТСН-102.

Сигнализируется достижение предаварийных значений следующих параметров :

- минимальное давление топливного газа – 0,02 МПа (0,2 кгс/см²) от Р-101;

- минимальное давление отпарного газа – 0,03 МПа (0,3 кгс/см²) от Р-123;

- максимальной температуры газовой смеси 410°С на выходе из подогревателя 103 от Т-101, Т-131;

- максимальной температуры дымовых газов 935°С в радиантной зоне от Т-102;

- максимальной температуры стенок змеевиков 450°С в радиантной зоне от Т- 103÷106;

- погасание пламени одной из горелок подогревателя 103 от KS – 101/1÷4.

Для защиты подогревателя природного газа 103 предусмотрены защитные блокировки с отключением подачи топливного газа на горелки подогревателя путем закрытия клапана ТV-101 и открытия отсекателя SV-101/1 на свече беопасности (с последующим закрытием отсекателя SV-103 на подаче отпарного газа) в следующих случаях:

- при отказе датчика или минимальном давлении 0,012 МПа (0,12 кгс/см² ) топливного газа перед горелками подогревателя от PS-101 с выдержкой времени 2 сек.;

- при отказе датчика или минимальном разряжении +5 мм.вод.ст. в топочном пространстве подогревателя от PS-103 с выдержкой времени 5 сек.;

- при отказе датчиков или сверхмаксимальной температуре 418°С газовой смеси на выходе из подогревателя от TS-101, Т-131 ;

- при исчезновении показаний контроля пламени на всех 4-х горелках от KS-101/1÷4 с выдержкой времени 2 сек.;

- при отказе датчиков или повышении температуры стенок змеевиков более 450°С по ТS-103÷105;

- при нажатии на операторской станции кнопки “Останов поз.103”;

- при срабатывании блокировок групп "А".

 

Из подогревателя 103 газовая смесь поступает на гидрирова­ние в реактор 105. На линии выхода из подогревателя 103 установлены два сблокированных предклапана (один в работе, один в резерве), срабатывающих при повышении давления до 4,72 МПа (47,2 кгс/см²) и выполнен отбор в линию сброса газа на факельную установку при пусковых операциях.

Гидрирование органических соединений серы до сероводорода в реакторе 105 осу­ществляется по следующим реакциям:

 

RSH + Н₂ = Н₂S + RH

R₂S + 2H₂ = H₂S + R₂H₂

где R = С_nН_2n-1

Температура верхних и нижних слоев катализатора Т- 108÷113 реактора 105 контролируется в ЦПУ.

Сопротивление реактора 105 не должно превышать 0.05 МПа (0,5 кгс/см²).

Контроль за содержанием сероводорода в газе после реактора 105 осуществляется с анализной точки Q-110.

Для поглощения сероводорода после гидрирования, газовая смесь проходит два (установленых последовательно) реактора 104-А и 104-В загруженных цинковым катализатором. Поглощение сероводорода осуществляется по реакции:

H₂S + ZnO ZnS+ Н₂О

Реакция поглощения сероводорода окисью цинка необратима, поэтому при насыщении поглотителя серой до 14-18% от его общего веса он заменяется свежим.

Температура верхних и нижних слоев катализатора реакторов 104А,В контролируется в ЦПУ Т - 114÷119 и Т - 120÷12 соответственно.

Сопротивление каждого из реакторов 104 не должно превышать

0,05 МПа (0,5 кгс/см²).

На входе в реактора 104 установлены предклапана срабатывающие при повышении давления до 4,72 МПа (47,2 кгс/см²), а на линиях выхода – восемь спаренных предклапанов, срабатывающих при давлении 4,25 МПа (42,5 кгс/см²)

Схемой предусмотрено отключение одного из реакторов, для замены отработанного поглотителя, без остановки агрегата. Реактор со свежим поглотителем включается в работу вторым по ходу газа.

Для ускорения охлаждения поглотителя перед выгрузкой, реактора подключены к системе циркуляционного азота, котороя при нормальной работе отключена от технологической схемы съемными участками и заглушками.

На линиях выхода газовой смеси из реакторов 104 А,В предусмотрены линии сброса сброса газа на факельную установку во время вывода реакторов сероочистки на режим.

Газовая смесь, очищенная до массовой концентрации сернистых сое­динений (в пересчете на серу) не более 0,5 мг/м³ с температурой 360 -390ºC и давлением не более 3,9 МПа (39 кгс/см³) направляется на конверсию метана в трубчатую печь поз.107. Контроль за содержанием серы в газе после реакторов 104 А,В производится с анализных точек Q-111а,b.