ТХ Установка концентрирования водорода (КЦА)

Применяется на всех современных нефтеперерабатывающих заводах. Установка КЦА предназначена для разделения водородсодержащего газа предприятия методом короткоцикловой адсорбции на водород высокой чистоты и углеводородный газ с последующим его сжатием и очисткой от сероводорода аминовым раствором. Целью строительства установки концентрирования водорода (КЦА) и узла компримирования и очистки отходящего углеводородного газа являются: - обеспечение существующих установок гидроочистки и изомеризации водородом высокой чистоты – 99,9%об; - исключение сбросов водородсодержащего газа (далее ВСГ) в топливную сеть предприятия; - оптимизация потребления водорода и топливного газа на предприятии; - улучшение качества топливного газа за счет снижения содержания водорода; - улучшение эксплуатационных характеристик печей предприятия за счет повышения качества топливного газа (отходящий газ КЦА). В состав входят пояснительная записка и все технологические схемы

Проект установки концентрирования водорода (далее КЦА) разработан на основании базового проекта фирмы Линде АГ, Германия. Установка КЦА предназначена для разделения водородсодержащего газа предприятия методом короткоцикловой адсорбции на водород высокой чистоты и углеводородный газ с последующим его сжатием и очисткой от сероводорода аминовым раствором.
Целью строительства установки концентрирования водорода (в дальнейшем - КЦА) и узла компримирования и очистки отходящего углеводородного газа являются:
- обеспечение существующих установок гидроочистки и изомеризации водородом высокой чистоты – 99,9%об;
- исключение сбросов водородсодержащего газа (далее ВСГ) в топливную сеть предприятия;
- оптимизация потребления водорода и топливного газа на предприятии;
- улучшение качества топливного газа за счет снижения содержания водорода;
- улучшение эксплуатационных характеристик печей предприятия за счет повышения качества топливного газа (отходящий газ КЦА).
На установке КЦА будут производиться следующие продукты:
- продуктовый водород с содержанием водорода 99,9% об.;
- углеводородный газ с содержанием сероводорода до 0,01% об.

Номинальная мощность установки КЦА по исходному ВСГ составляет 82 500 нм3/час.

Диапазон регулирования производительности:
- по блоку КЦА – 30-100%;
- по блоку компримирования углеводородного газа – 30-115% от номинальной производительности;
- по блоку очистки углеводородного газа – 30-120% от номинальной производительности.

Режим работы установки – непрерывный.
В соответствии с заданием на проектирование:
- количество часов работы установки в год составляет 8760 часов, межремонтный пробег – 3 года;
- расчет материальных балансов и потребности в основных видах ресурсов выполнен ис-ходя из режима работы установки 8000 часов в году.

Состав и краткая характеристика установки

Установка КЦА входит в состав цеха №3 и состоит из следующих технологических блоков:
- блока подготовки сырья КЦА;
- блока КЦА;
- блока компримирования углеводородного газа;
- блока очистки углеводородного газа;
- блока дожимных компрессоров воздуха КИП;
- вспомогательных узлов.
Процесс выделения водорода из водородсодержащего газа основан на принципе ад-сорбционного разделения газов, называемом также короткоцикловой адсорбцией (КЦА) при изменяющихся давлениях. Имеющиеся примеси углеводородных газов (С1 и выше) адсорбируются при высоком давлении и затем десорбируются при низком давлении. В каждом из адсорберов реализуется один и тот же цикл адсорбции и десорбции, повторяемый в циклическом режиме. При этом обеспечивается непрерывный режим работы установки в целом.

Процесс выделения водорода протекает в восьми адсорберах, заполненных адсор-бентами. Производительность адсорбента по исходному газу уменьшается при повышении температуры и снижении давления, эффективность десорбции выше при более высокой температуре и минимальном давлении. Оптимальная температура для КЦА-процесса нахо-дится в пределах 20-40ºС, давление адсорбции до 2,5 МПа, давление десорбции – 0,03 МПа.

Технологией предусмотрены следующие основные стадии:
- прием, усреднение состава ВСГ в буферной емкости Е-3, очистка его от хлористого во-дорода в хлорных ловушках, очистка от капельной влаги и влаги насыщения – в коагуляторе;
- разделение водородсодержащего газа на продуктовый водород и углеводородный газ в адсорберах А-1 – А-8 блока КЦА, усреднение состава, расхода и давления отходящего углеводородного газа КЦА в двух емкостях остаточного газа Е-1/1 и Е-1/2;
- компримирование углеводородного газа КЦА винтовыми компрессорами с последующей сепарацией;
- очистка углеводородного газа от сероводорода раствором МДЭА и подача его в топлив-ную сеть предприятия.
В качестве абсорбента для очистки углеводородного отходящего газа КЦА от серо-водорода используется 25-45%-ный регенерированный раствор МДЭА с установки ЛЧ-24/7. Насыщенный раствор МДЭА из кубовой части абсорбера К-1 насосами Н-3/1,2 подается в емкость С-113н установки ЛЧ-24/7 на регенерацию. Для дренажа аппаратов и трубопрово-дов от раствора амина перед ремонтом, а также для сбора раствора амина, увлеченного потоком УВГ при абсорбции, из сепаратора С-3 предусмотрена дренажная емкость Е-6. Раствор амина из дренажной емкости периодически откачивается на установку ЛЧ-24/7 в емкость С-113н.
В составе установки предусмотрена емкость сбора углеводородного конденсата Е-5, предназначенная для сбора конденсата из сепараторов и емкостного оборудования уста-новки КЦА и откачки его в емкость прямого питания ГФУ.
Для обеспечения блока КЦА воздухом КИП требуемого качества и параметров в со-ставе установки предусмотрены дожимные компрессоры воздуха КИП и блок осушки возду-ха. Осушенный воздух из сети завода компримируется винтовыми компрессорами КВ-4/1,2 с 3-3,5 до 7 кгс/см2, проходит через адсорбер блока осушки, заполненный цеолитом, и через ресивер Е-7 поступает к потребителям установки. Точка росы воздуха КИП после дополни-тельной осушки составляет минус 60ºС.

Ведомость рабочих чертежей:
Технологическая схема и принципиальная схема КиА. Блок подготовки сырья, блок КЦА
Технологическая схема и принципиальная схема КиА. Блок аминовой очистки
Технологическая схема и принципиальная схема КиА. Вспомогательные узлы
Схема материальных потоков. Блок подготовки сырья, блок КЦА
Схема материальных потоков. Блок аминовой очистки
Схема разделения на технологические блоки по взрывоопасности. Блок приема и подготовки сырья
Схема разделения на технологические блоки по взрывоопасности. Блок КЦА
Схема разделения на технологические блоки по взрывоопасности. Блок компрессоров
Схема разделения на технологические блоки по взрывоопасности. Блок аминовой очистки
Схема разделения на технологические блоки по взрывоопасности. Блок сепаратора факельного газа
Компоновка оборудования
План раскладки трубопроводов подключения установки КЦА
Структурная схема АСУ ТП
План расположения оборудования в контроллерной
План расположения датчиков загазованности
Принципиальная технологическая схема подключения установки КЦА к сетям предприятия