Лекция 4 Очистка газов водными растворами диэтаноламина

Сернистые природные газы многих месторождений наряду с H₂S и С0₂ содержат также серооксид углерода, сероуглерод, тиолы и т. д. Для очистки таких газов использование МЭА не­эффективно, так как, как было указано выше, МЭА с COS и CS₂ образует необратимые соединения, которые, накапливаясь в растворе, снижают его поглотительную емкость.

Поэтому для очистки сернистых газов, содержащих сероок­сид углерода и сероуглерод, широкое применение нашли вод­ные растворы диэтаноламина.,

Учитывая, что технологическая схема установки очистки газа от H₂S и СО₂ третьей очереди Оренбургского ГПЗ является одной из наиболее совершенных, ниже приводится ее полное описание.

В состав цеха сероочистки входят три установки, включаю­щие в себя блоки сепарации капельной жидкости, осушки и извлечения тяжелых углеводородов и регенерации насыщенного раствора ДЭА и моноэтиленгликоля. Установка состоит из двух параллельно работающих полулиний очистки газа и регенера­ции насыщенного раствора амина (рис.1).

Газ после предварительной сепарации разделяется на два потока, подо­гревается в рекуперативных теплообменниках Е01 и поступает под первую тарелку абсорбера. Подогрев газа перед абсорбером осуществляется с целью предотвращения гидратообразования и испарения неотсепарированных жид­ких углеводородов. Кроме того, в теплообменниках Е01 обеспечивается до­полнительное охлаждение раствора амина.

Раствор амина подается на 15-ю и 25-ю тарелки абсорберов при тем­пературах соответственно 85 и 75 "С, что обеспечивает извлечение из газа COS.

Насыщенный раствор амина из абсорберов поступает в общий дегазатор ВО1, который работает при давлении 0,7 МПа.

На выходе насыщенного раствора ДЭА из абсорберов установлены гидротурбины, превращающие энергию дросселирования потока во враща­тельную. Насосы РО2А, В связаны с гидротурбинами ТРО2А, В через обгон­ные муфты. Каждый из указанных насосов приводится в движение своим электродвигателем, который при надобности обеспечивает работу насосов при полной нагрузке без турбины.

Основная часть поглощенных из газа углеводородов выделяется из рас­твора в ВО1 и поступает в абсорбер СО5, смонтированный с ним в одном корпусе. Газ дегазации в колонне СО5 очищается от H₂S и СО₂ и подается в топливную сеть. Насыщенный раствор амина с низа колонны СО5 смеши­вается с дегазированным раствором и разделяется на два потока, каждый из которых проходит рекуперативные теплообменники и поступает на 20-ю тарелку десорберов СОЗ и СО4.

Десорберы представляют собой колонны, оборудованные клапанными тарелками. Раствор ДЭА из кубовой тарелки десорбера поступает в испа­рители, где нагревается до 125—135°С. Паровая фаза из испарителей по­ступает под 2-ю тарелку колонны, а регенерированный амин сливается из-за перегородки в кубовую часть десорбера.

Паровой поток отпарной части, состоящий в основном из кислого газа и паров воды, проходит промывочные тарелки № 22, полуглухую тарелку № 23 и поступает в верхнюю часть десорбера, оснащенную десятью тарел­ками клапанного типа.

На верхней секции колонны происходят охлаждение кислого газа и кон­денсация основного количества водяных парой за счет подачи непосредствен­но в поток холодной воды. Газы с верха десорберов подаются на установки Клауса для производ­ства серы

Водный поток стекает на полуглухую тарелку и оттуда вы­водится в сборную емкость ВО1. Часть воды из ВО1 отводится из системы другая часть после охлаждения в воздушном холо­дильнике А01 подается на 33-ю тарелку десорберов.

Регенерированный раствор ДЭА после охлаждения в тепло­обменниках ЕО2 и ЕОЗ поступает в буферную емкость ТО1. Для исключения попадания воздуха в емкость ТО1 в ней азо­том создается избыточное давление. Из емкости ТО1 раствор ДЭА с помощью насосов РО1 и РО2 подается в абсорберы.

Для снижения интенсивности коррозии и предупреждения пенообразования на установке предусмотрены соответствующие мероприятия.

Для защиты оборудования от коррозии в трубопроводы кислых газов перед поступлением их в воздушный холодильник А01 подается ингибитор.

Для борьбы с пенообразованием в абсорбере в поток амина, подаваемого в колонны С01 и С02, подкачивается пеногаситель в количестве 0,12 г/м³. Для подавления пенообразования в десорбере предусмотрена подача антивспенивателя в поток раствора перед входом в колонну. Предусмотрена также одно­кратная подача большего количества пеногасителя в случаях интенсивного пенообразования. В качестве пеносасителей на установке используется реагент Родорсиль — 426 (фирмы Рон — Пуленк, Франция) в виде 2—5%-го водного раствора.

В ходе эксплуатации установки происходит частичное раз­ложение диэтаноламина. Допустимая массовая доля продуктов разложения в регенерированном растворе ДЭА составляет не более 0,2%.

С целью нейтрализации продуктов разложения ДЭА в ис­паритель вводится водный раствор карбоната натрия.