Технология переработки природного газа и конденсата - Афанасьев А.И.
ISBN 5-8365-0107-6
Скачать (прямая ссылка):
2%
при давлении, близком к атмосферному, без тепловой регенерации выделяется из раствора поток кислого газа, который после выделения из него воды и охлаждения может быть непосредственно направлен на установку получения серы. За счет этого сокращается до 10 % расход пара на регенерацию насыщенных растворов аминов.
В схеме дополнительно устанавливается насос для подачи насыщенного раствора из второго выветривателя в десорбер, который работает в крайне неблагоприятных условиях (высокая степень насыщения амина кислыми газами и относительно высокая температура раствора) - это недостаток схемы.
При очистке газа, содержащего наряду с H2S и CO2, сероокись углерода в абсорбере может быть предусмотрена зона поглощения и гидролиза COS, состоящая из 5-8 тарелок, куда подается регенерированный раствор амина с повышенной температурой 60-80 °С. При этом для эффективного ведения процесса осуществляется переток раствора из верхней зоны абсорбера в нижнюю часть зоны гидролиза.
В отличие от стандартной схемы в указанной схеме охлаждение и конденсация парогазовой смеси, выделяющейся из десорбера, проводится в верхней части колонны путем непосредственного контакта с флегмой, циркулирующей в замкнутом цикле. Такая схема позволяет снизить коррозию технологического оборудования и сократить число аппаратов (конденсатор-холодильник, сепаратор и др.).
В производственных схемах аминовой очистки газа предусматривается также система фильтрации раствора и ввода ан-тивспенивателя в систему.
По схеме, приведенной на рис. 4.39, работают большинство установок очистки газа от кислых компонентов в Канаде, Франции, США. Аналогичная схема применена для очистки газа водными растворами ДЭА на Астраханском ГПЗ.
4.2.9. ВЫБОР РАБОЧЕГО РАСТВОРА
При выборе рабочего раствора для очистки газа, кроме доступности и цены алканоламина, руководствуются следующими положениями:
1) первичные алканоламины более реакционноспособны и их применение предпочтительнее; кроме того, МЭА имеет более низкую молекулярную массу и при одинаковой концентрации в растворе содержится больше молей МЭА, чем у других аминов;
297
2) наличие COS в газе исключает применение первичных алканоламинов из-за образования нерегенерируемых побочных продуктов и больших потерь амина; в этом случае предпочтителен ДЭА; при выборе амина необходимо также учитывать и другие продукты деградации амина;
3) для селективного извлечения H2S рекомендуют применять третичные амины и, в частности, МДЭА;
4) для одновременной очистки газа от H2S, CO2 и сероорга-нических соединений применяют комбинированные поглотители, состоящие из амина и органического растворителя (в частности эфиры полигликолей).
Обычные массовые концентрации аминов: МЭА - 15-20 %, ДЭА - 20-30 %; МДЭА - 30-50 %. Использование амина с более высокой концентрацией дает возможность снизить кратность циркуляции раствора и, как следствие этого, снизить тепловые и энергетические затраты на нагрев и перекачку раствора. При этом можно также уменьшить габариты применяемого оборудования. Однако при этом повышается температура насыщенного раствора в результате абсорбции кислых газов. За счет этого также увеличивается давление кислых газов над раствором, что приводит к снижению движущей силы процесса массопереноса (разность между парциальным давлением извлекаемого компонента в газовой фазе и равновесным давлением его над раствором), в результате чего ухудшаются условия очистки газа.
При выборе концентрации амина следует также учитывать, что с увеличением содержания амина в растворе:
уменьшается удельная теплоемкость и, вследствие этого, уменьшается количество теплоты, необходимое для нагрева раствора до заданной температуры;
повышается температура кипения раствора, а, следовательно, расход пара на регенерацию раствора;
увеличивается вязкость раствора, что повышает энергозатраты на циркуляцию раствора; более вязкие растворы аминов проявляют большую склонность к вспениванию; кроме того, повышение вязкости раствора приводит к снижению коэффициентов массо- и теплопередачи;
увеличивается упругость его паров, что приводит к увеличению потерь за счет испарения;
концентрированные растворы алканоламинов имеют большую растворяющую способность по отношению к углеводородным компонентам газа.
4.2.10. КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА АЛКАНОЛАМИНОВ
Проблема, с которой сталкиваются при эксплуатации аминовых установок очистки газа, — это коррозия технологического оборудования. Механизм коррозии на установках аминовой очистки весьма сложен и недостаточно изучен. Коррозия зависит от многих факторов: от концентрации H2S и CO2 в очищенном газе, степени насыщения амина кислыми газами, температуры и концентрации амина, качества поглотительного раствора и т.д.
Основными агрессивными веществами являются сами кислые газы. Сероводород действует на сталь как кислота и ведет к образованию нерастворимого сернистого железа. Диоксид углерода в присутствии воды вступает в реакцию с металлическим железом с образованием бикарбоната железа, который при нагревании раствора переходит в нерастворимый карбонат железа, который осаждается на стенках аппаратов и трубопроводов. Коррозия ускоряется под действием продуктов деградации амина, которые взаимодействуют с металлом.
