Описание технологической схемы

 

Регенерация раствора проводится в 2-х параллельно работающих регенераторах-рекуператорах , сообщенных уравнительными коллекторами по парогазовой смеси и раствору , с распределением по 50% насыщенного раствора на каждый .

Равномерность распределения потоков насыщенного раствора на регенераторы -рекуператоры достигается за счет установленных дроссельных шайб с внутренним диаметром 120 мм перед электрозадвижками НСV-3.11, 3.12. Количество раствора, поступающего на каждый аппарат контролируется расходомером FR-3.6 , FR-3.7 и регулируется электрозадвижками НСVА-3.11, НСVА-3.12 . Регенераторы – рекуператоры также разделены на две секции . В верхней секции регенератора-рекуператора расположены тарелки. На ситчатых тарелках расположены V-образные теплообменные элементы , в которых происходит передача тепла от горячего регенерированного раствора МЭА, проходящего по трубкам теплообменников к насыщенному раствору , стекающему с тарелок .

В верхней секции регенератора - рекуператора происходит десорбция СО₂ из всего количества насыщенного раствора, поступающего в регенератор-рекуператор до массовой концентрации 50-58 г/дм³ за счет тепла парогазовой смеси, поступающей из нижней секции аппарата, и тепла регенерированного раствора обоих потоков , передаваемого через встроенные теплообменники.

Затем раствор в каждом регенераторе-рекуператоре делится на 2 приблизительно равных потока. Первый поток – груборегенерированный с температурой 115-120ºC выводится из верхней секции регенераторов-рекуператоров , объединяется от двух аппаратов в коллекторе и насосом прокачивается через встроенные теплообменные элементы регенераторов-рекуператоров снизу вверх , где охлаждается до температуры 60-70ºC . Дальнейшее охлаждение регенерированного раствора 1 потока происходит в воздушном холодильнике до температуры не более 47ºC . Далее регенерированный раствор поступает в емкость Е-3.1А, откуда насосом подается на орошение нижней секции абсорбера.

Второй поток – через переливные устройства внутри регенератора -рекуператора поступает в нижнюю секцию (тарелки) для более глубокой регенерации . окончательная десорбция СО₂ из раствора происходит при кипячении его в выносных кипятильниках до массовой концентрации СО₂ 16-21 г/дм³ , смолы не более 1 г/дм³ .

Второй поток глубоко регенерированный, выводится с температурой 125-130ºC из нижней секции регенераторов - рекуператоров, объединяется в коллектор и насосом Н-3.7 прокачивается через встроенные теплообменные элементы регенераторов – рекуператоров , где подобно первому потоку охлаждается до 60-70ºC .

Дальнейшее охлаждение регенерированного раствора второго потока происходит в воздушном холодильнике до температуры не более 47ºC в летний период . Далее регенерированный раствор поступает в емкость Е-3.1Б , откуда насосом подается на орошение верхней секции абсорбера .

Тепло, необходимое для регенерации сообщается раствору горячей конвертированной парогазовой смесью, поступающей из отделения конверсии с температурой не более 180ºC в газовые кипятильники .

Недостающее количество тепла, в период пуска, передается раствору через паровой кипятильник , в который поступает пар с давлением не более 0,7 Мпа (7 кгс/см²) с температурой 170-180ºC, при нормальной работе кипятильник отключен.

Для распределения раствора по газовым и паровому кипятильникам пропорционально тепловым нагрузкам на кипятильники в штуцерах выхода раствора из регенераторов – рекуператоров в паровой кипятильник установлено окно размером 150*600 мм.

На выходе после АВО выполнен отбор тонкоочищенного раствора МДЭА на установку фильтрации. Предназначенной для очистки pабочего pаствоpа МДЭА от пpодуктов pазложения, окисления и осмоления метилдиэтатноламина, пиперазина и неоpганических пpимесей, вызывающих коppозию и эpозию аппаpатуpы, имеется узел фильтрации состоящий из угольного фильтра поз.3.3

(для удаления продуктов деградации аминов) и тканевого фильтра поз.3.4 (для удаления мелких нерастворимых осадков). Расход МДЭА pаствоpа через систему фильтрации поддерживается регулятором FC-3.3 с коррекцией по давлению раствора МДЭА в угольном фильтре. При росте давления в угольном фильтре поз.3.3 клапан FСV-3.3 прикрывается. На угольном фильтре установлены 2 предохранительных клапана с давлением срабатывания 4,5кгс/см² (0,44МПа). К угольному фильтру поз.3.3 подведена питательная вода для его заполнения при включении в работу и для регенерации.

Раствор МДЭА с расходом не более 70 м³/час, рабочей температурой не более 50ºC , рабочим давлением 0,7 МПа, содержащий оксалидон-2 не более 1%(об.), сульфаты SO₄ не более 0,5%(об.), поступает через распределительное устройство , выполненное ввиде двенадцати перфорированных лучей в адсорбер Где проходя слой активированного угля марки 207Е происходит процесс адсорбции продуктов деградации и примесей , находящихся в растворе МДЭА . В нижней части адсорбера под слоем активированного угля находится приемное устройство, с уложенной в несколько слоев сетки с размерами ячеек 1,0 мм и 0,4 мм , для предотвращения уноса угольной пыли . Контроль степени насыщения адсорбента осуществляется с помощью перепадомера d PС-3.4 .

Далее рабочий раствор поступает на волокнистые фильтры, где происходит улавливание более мелких частиц . В качестве фильтровального материала используется нетканый волокнистый фильтровальный материал типа «вискозные растворы».

Контроль за сопротивлением фильтров осуществляется с помощью манометров, установленных до и после фильтров. Далее раствор направляется в емкость тонкорегенерированного раствора Е-3.2 .

Газы десорбции выводятся из каждого регенератора – рекуператора двумя потоками - «Чистая» фракция и «грязная » фракция .

«Чистая» фракция, составляющая до 85 % от общего количества СО₂ выводится из регенератора – рекуператора ниже точки ввода насыщенного раствора с тарелки №29 с температурой 57-67 ºC и давлением 0,04-0,05 МПа (0,4-0,5 кгс/см²) , проходит выносной сепаратор , где отделяются брызги унесенного раствора МДЭА , охлаждается до температуры не более 45 ºC в воздушном холодильнике – конденсаторе , отделяется от конденсата (флегмы) в сборнике флегмы и выбрасывается в атмосферу или направляется потребителю.

«Грязная » фракция образуется за счет дросселирования - насыщенного раствора на входе в верхнюю часть регенераторов рекуператоров . Выделившиеся при этом Н₂ и СО₂ с объемной долей горючих 10 % проходят колпачковые тарелки, орошаемые флегмой , встроенный сепаратор и выводятся с температурой 57-67 ºC и давлением 0,04-0,05 МПа (0,4-0,5 кгс/см²) из регенераторов – рекуператоров.

Все емкости хpанения и пpиготовления МДЭА pаствоpа находятся под буфеpным азотом (объемная доля N₂ - 99,98 %) с давлением не выше 0,05 кгс/см₂ (4,9 кПа). Буфеpный азот пpедохpаняет pаствоp МДЭА от окисления пpи контакте с кислоpодом воздуха. Для ведения пpоцесса МДЭА очистки согласно ноpмам

технологического pежима пpедусмотpены местные замеpы и аналитический контpоль за составом сpед по основным технологическим потокам, указанным в графике аналитического контроля.

 

 

2. 2 Материальный баланс адсорбера.

 

 

Материальный баланс адсорбера по своей сущности является интерпретацией закона сохранения массы вещества на входе в систему и на выходе из нее.

=,

где

- суммы масс всех реагентов на входе в систему

 

- сумма масс всех продуктов на выходе из системы

 

Молярные массы реагентов .

 

Н₂ССН₂СОСО₂NН-оксазолидон-2

(НОС₂Н₄)₂СН₃N – МДЭА

 

М _{Н2ССН2СОСО2NН} = 12+12+12+12+12+16+12+162+14+1

М _{Н2ССН2СОСО2NН} = 115 кг/моль

 

М_{(НОС2Н4)2СН3N} = (1+16+122+14)2+12+13+14

М_{(НОС2Н4)2СН3N} =119 кг/моль

 

М_SO4^- = 32+164=96 кг/моль

 

М_Н2О= 2+16=18 кг/моль

 

Согласно технологического регламента ≈50% тонкорегенерированного раствора МДЭА из регенератора направляется в емкость . Это составляет 550т раствора МДЭА.

Из этого количества раствора 10% (55т) направляется на очистку в адсорбер, где происходит адсорбция продуктов деградации раствора .

 

Определяем массы веществ участвующих в процессе адсорбции.

 

 

m ((НОС₂Н₄)₂СН₃N)= =2210³ кг

 

m (Н₂ССН₂СОСО₂NН) = =1.110³ кг

 

m (SO₄^-)==0.27510³ кг

 

m (_Н2О)==31,6210³ кг

 

Состав исходной смеси :

 

МДЭА 40% = 2210³ кг

SO₄^- 0,5% = 0,27510³ кг

оксазолидон-2 2% = 1,110³ кг

Н₂О 57,5% = 31,6210³ кг

 

Определяем количество веществ участвующих в адсорбции на входе .

 

Х((НОС₂Н₄)₂СН₃N)= =184,87 кмоль

 

Х(Н₂ССН₂СОСО₂NН) ==9,565 кмоль

 

Х(SO₄^-)= =2,865 кмоль

 

Х(Н₂О)= =1756,24 кмоль

Определяем массы веществ, прошедших стадию адсорбции.

 

Так как процесс адсорбции имеет избирательный характер, то масса в растворе МДЭА и Н₂О неизменна, как на входе так и на выходе. При такой концентрации оксазолидона –2 и SO₄^- теоретически возможно 49-ти % адсорбция этих компонентов .

 

m (Н₂ССН₂СОСО₂NН)^49%= 49 = 0,53910³ кг

 

m (Н₂ССН₂СОСО₂NН) = 1,110³ - 0,53910 = 0,56110³ кг

 

m (SO₄^-)^49%=49=0,13510³ кг

 

m (SO₄^-)=0,27510³ –0,13510³ кг

 

Определяем количество веществ ,прошедших стадию адсорбции.

 

Х(Н₂ССН₂СОСО₂NН)^49% ===4,686 кмоль

 

Х(Н₂ССН₂СОСО₂NН)=9,565-4,686=4,879 кмоль

 

Х(SO₄^-)^49%==1,406 кмоль

 

Х(SO₄^-)=2,865-1,406=1,459 кмоль

 

Таблица 5. Материальный баланс адсорбера.

 

Приход	Выход
№	Наименование вещества	%соотношение	Масса вещ-ва кг103	Кол-во вещ-ва кмоль	№	Наименование вещества	%соотн ошение	Масса вещ-ва кг103	Кол-во вещ-ва кмоль
	(НОС2Н4)2СН3N	40%	22103	184,87		(НОС2Н4)2СН3N	40%	22103	184,87
	Н2ССН2СОСО2NН	2%	1,1103	9,565		Н2ССН2СОСО2NН	2%	0,561 103	4,686
	SO4-	0,5%	0,275 103	2,865		SO4-	0,5%	0,14 103	1,459
	Н2О	57,5%	31,65 103	1756,24		Н2О	57,5%	31,65 103	1756,244
Итого			1954,24	Итого		54,351	1947,26