Компрессия природного газа, сероочистка

Исходным сырьем для производства аммиака является природный газ, поступающий из сети завода под избыточным давлением (1,1÷1,2) МПа ((11÷12) кгс/см2) с температурой от минус 40 до плюс 350С.

На коллекторе природного газа на входе в цех аммиака установлена электрозадвижка HCV170 с дистанционным управлением из центрального пульта управления (ЦПУ). Перед электрозадвижкой природный газ отбирается на технологический котел БГМ-35М и на горелки факельной установки. На этой линии установлена электрозадвижка HCV172 и регулирующий клапан PCV197, который поддерживает в этом коллекторе давление (0,25÷0,3)МПа ((2,5÷3)кгс/см2).

После HCV170 газ проходит батарейный циклон поз.102А для улавливания пыли. Перед циклоном врезана пробоотборная точка для производства анализа на определение массовой концентрации механических примесей. После циклона замеряется объемный расход природного газа по Q174, температура по T172 и давление по P181.

Из коллектора часть газа через клапан PCV171 с избыточным давлением не более 1,05МПа (10,5 кгс/см2) поступает в дегазатор поз.102 и используется в дальнейшем в качестве топлива для поддержания необходимых температур в различных стадиях технологического процесса, а также для выработки пара во вспомогательном котле поз.108. Объемный расход природного газа на топливо контролируется по Q173, давление по P171. Другая часть природного газа после компрессора поз.403 поступает на технологию. Давление природного газа, поступающего на всас компрессора поз.403, поддерживается автоматически регулятором P170 (0,8÷0,9)МПа ((8÷9)кгс/см2).

Перед поступлением на компрессор газ проходит сепаратор поз.408, где из него выделяются жидкие углеводороды. В сепараторе поддерживается постоянный уровень регулятором L171 сбросом жидких углеводородов в дегазатор поз.102. В случае превышения максимального уровня в сепараторе поз.408 происходит автоматическая остановка компрессора поз.403 по импульсу от LН171.

Перед сепаратором поз.408 врезана пробоотборная точка для отбора анализа природного газа на пыль. После сепаратора поз. 408 газ проходит масляные фильтры, где очищается от пыли до концентрации не более 1 мг/м3 и поступает на всас цилиндра низкого давления (ЦНД), где сжимается до давления 2,4МПа (24 кгс/см2), затем в цилиндр высокого давления (ЦВД) и с давлением не более 4,5МПа (45 кгс/см2) и температурой не более 2000С идет в установку сероочистки.

Для защиты компрессора от помпажа при минимальном расходе газа на всасе компрессора газ перепускается с нагнетания ЦВД на всас ЦНД через антипомпажный байпасный клапан (АПК) и воздушный холодильник поз.427. Начало открытия байпасного клапана сигнализируется на местный щит и в ЦПУ.

Параллельно АПК установлена электрозадвижка HCV405 и регулирующий клапан PCV1 с регулятором P1, управляемым из ЦПУ. Отключение компрессора по нагнетанию осуществляется электрозадвижкой HCV406.

С нагнетания компрессора предусмотрен сброс газа на факельную установку через электрозадвижку HCV404, а также на местную свечу – через ручной вентиль ГП-5.

В связи с наличием в природном газе сернистых соединений, которые являются ядами для катализаторов, особенно для катализатора низкотемпературной конверсии монооксида углерода, предусмотрена установка сероочистки. Массовая концентрация сернистых соединений в природном газе допускается не более 80 мг/м3. В холодное время года для предотвращения перемерзания коллектора природного газа предусмотрена подача газа с нагнетания компрессора на всас (до клапана PCV170).

Очистка природного газа от сернистых соединений принята в две ступени:

1-я ступень – гидрирование органических серосоединений в сероводород на алюмокобальтмолибденовом катализаторе в аппарате поз.105.

2-я ступень – поглощение образовавшегося сероводорода оксидом цинка (марки ГИАП-10) в аппаратах поз.104/А,Б.

Для гидрирования органических соединений серы в технологический поток природного газа дозируется азотоводородная смесь или водород с расходом не более 6700 м3/час (в зависимости от концентрации сернистых соединений в газе до доли водорода в смеси (6÷10)% об.).

При нормальной работе агрегата аммиака АВС на дозировку поступает с нагнетания 1-ой ступени компрессора поз.401 через клапан QCV170 в линию сжатого природного газа после компрессора поз.403.

При остановке компрессора поз.401 клапан QCV170 закрывается и автоматически открывается клапан QCV171, который дозирует АВС после метанирования в линию природного газа перед сепаратором поз.408.

В пусковой период АВС или водород подается из общезаводской сети через электрозадвижку HCV171 с дистанционным управлением из ЦПУ. По этой же линии предусмотрена возможность выдачи АВС в сеть объединения с контролем по Q711.

Газовая смесь – природный газ и АВС – после компрессора поз.403 под давлением не более 4,5 МПа (45 кгс/см2) и с температурой не более 2000С поступает в подогреватель поз.103, где нагревается до температуры (370÷400)0С по T101 дымовыми газами, образующимися при сжигании топливного газа и отпарного газа, поступающего из установки разгонки газового конденсата, после его охлаждения в АХУ.

Температура газовой смеси после подогревателя поз.103 автоматически регулируется изменением количества сжигаемого газа с помощью регулятора TCV101.

Давление топливного газа в горелки подогревателя поз.103 контролируется по P101.

Регулирующий клапан TCV101 на топливном газе в подогреватель поз.103 автоматически закрывается:

  • при повышении температуры газовой смеси выше 4180С (TН101);
  • при понижении давления топливного газа в горелки подогревателя поз.103 до 0,01МПа (0,1 кгс/см2) (PL101);
  • при минимальном разрежении в топочном пространстве поз.103 (P103L);
  • при срабатывании блокировок групп «А» и «АА».

В коллектор газовой смеси перед подогревателем поз.103 через съемные участки подводится азот для продувки и пар 0,7МПа (7 кгс/см2) для удаления углерода из змеевиков подогревателя в случае его выделения.

После подогревателя поз.103 имеется линия сброса газа на факельную установку через ручную задвижку, используемую при пуске и остановке.

Подогретая до (370÷400)0С газовая смесь поступает в аппарат гидрирования поз.105, температура в слоях катализатора которого контролируется по T105 (В1÷В3; Н1÷Н3).

Гидрирование органических соединений в сероводород осуществляется на алюмокобальтмолибденовом катализаторе при температуре (370÷400)0С и объемной скорости 900 ч-1.

Сопротивление аппарата измеряется перепадомером dPI-113 и должно составлять не более 0,045МПа (0,45 кгс/см2).

Для поглощения сероводорода, образовавшегося после гидрирования, газовая смесь проходит последовательно два аппарата полочного типа поз.104А,Б. Адсорбция сероводорода из газовой смеси осуществляется на оксиде цинка (ГИАП-10) при температуре (360÷390)0С и объемной скорости 590 ч-1.

Реакция поглощения сероводорода оксидом цинка практически необратима, поэтому при насыщении поглотителя серой до 18% от его общего веса, последний заменяется свежим.

Схемой предусмотрена возможность замены отработанного поглотителя в одном аппарате без остановки агрегата. Аппарат со свежим катализатором включается в работу вторым по ходу газа. Сопротивление аппаратов измеряется перепадомерами dPI-114, dPI-115 и не должно превышать 0,045МПа (0,45 кгс/см2).

Температура в слоях поглотителей контролируется в поз.104А по T104А/(В1÷В3; Н1÷Н3), в поз.104Б – по T104В/(В1÷В3; Н1÷Н3). Температура газовой смеси на выходе из аппаратов поз.104А,Б контролируется по T104А и Т104В.

К аппаратам поз.104/А,Б через съемные участки подводится пар 0,7МПа (7кгс/см2) для окисления катализатора, а также азот для охлаждения поглотителя и продувки аппаратов.

На линии выхода газа из каждого аппарата поз.104А,Б имеются линии сброса газа на факел, используемые при пусках и остановках.

Газовая смесь, очищенная до концентрации серы не более 0,5 мг/м3, с температурой по T104А и (или) Т104В (360÷390)0С направляется на конверсию в трубчатую печь поз.107.

Оставьте комментарий