Описание технологического процесса.

Для хранения и бесперебойной подачи СПБТ - сырья водородной установки, принята к установке емкость Е-1. Сырье СПБТ от границы установки поступает в емкость Е-1, затем в сырьевой насосной разделяется на два потока.

Один поток пропаривается в испарителе И-101 (W-8301) и используется в качестве топлива для горелок риформера П-101 (D-13101). Другой поток сырья насосами Н-101/102 (P-10010/20) смешивается с небольшим рецикловым потоком водорода из вспомогательной водородной линии.

Далее, смесь сырья и рециклового потока водорода пропаривается и перегревается в нагревателе сырья Т-101 (W-14001) и подается на блок сероочистки. Блок сероочистки состоит из реактора Р-101 (C-10201) с катализатором гидрирования (CoMo), в котором нереактивные соединения серы гидрируются в H₂S, а также, гидрируются ненасыщенные углеводороды. Температура в реакторе повышается в соответствии с их содержанием в сырье.

Адсорбция сероводорода происходит на окиси цинка (катализаторе) в двух реакторах Р-102, Р-103 (C-10202, C-10203). По истечении адсорбционной способности катализатора в одном реакторе, в работу включается катализатор другого реактора.

Обессеренное сырье смешивается с технологическим паром из дымогарного котла ДК-101 (D-11001), перегревается в нагревателях Т-103/А,В,С (W-11001A/B/C) и поступает в печь парового риформинга П-101 (D-13101).

Смесь сырья и водяного пара риформируется в нагретых трубках риформера из высоколегированного сплава, заполненных катализатором на основе никеля.

Далее, газ охлаждается в охладителе газа Т-104 (W-11003) с генерированием насыщенного пара. Охладитель Т-104 (W-11003) интегрирован в дымогарный котел ДК-101 (D-11001). Точность температуры газа риформера на выходе, контролируется через внутренний байпас, что позволяет гарантировать оптимальные условия эксплуатации также при частичной нагрузке.

Риформированный газ проходит через высокотемпературный конвертер конверсии СО поз. Р-104 (C-14001). Реакция конверсии проводится на железо-хромовом катализаторе в конвертере. Большая часть окиси углерода вступает в реакцию с избыточным количеством водяного пара, который присутствует в конвертированном газе, для производства дополнительного водорода.

Тепло от конвертированного технологического газа утилизируется в серии теплообменников-утилизаторов:

· в первом теплообменнике (нагревателе сырья) Т-101 (W-14001), тепло от конвертированного технологического газа утилизируется путем пропаривания и перегревания смеси сырья и рециклового потока водорода;

· второй теплообменник Т-102 (W-14002) используется в качестве экономайзера;

· конвертированный технологический газ окончательно охлаждается в концевом холодильнике Х-104 (W-14004).

В процессе охлаждения, избыточное количество пара в конвертированном технологическом газе конденсируется и отделяется в технологическом сепараторе С-103 (F-14001).

Конвертированный технологический газ подается в систему короткоцикловой адсорбции (блок КЦА).

В системе КЦА, из водорода удаляются такие примеси, как H₂O, CO, CO₂ и не участвовавший в реакции CH₄. Система КЦА включает 5 адсорберов А-101÷А-105 (A-14110 ÷ A-14150, каждый из которых заполнен тремя типами адсорбентов. Примеси адсорбируются под тем же давлением, что и давление продукта. Регенерация адсорбентов осуществляется через понижение давления до низкого уровня и продувку.

Полный цикл, включает следующие стадии:

а) адсорбция:

· на стадии адсорбции, технологический газ подается в адсорбер снизу. При подъеме вверх, примеси адсорбируются, что позволяет на выходе из адсорбера получить водород высокой чистоты. Давление в блоке КЦА держится на постоянном уровне, благодаря клапану регулирования давления в водородной линии. После того, как стадия адсорбции завершается, регенерированный ранее адсорбер автоматически переключается на адсорбцию, что обеспечивает непрерывность движения потока продукта;

б) регенерация:

· регенерация отработанного адсорбера начинается со сброса давления до низкого уровня. На этой стадии, большая часть газа расходуется на восстановление давления и продувку остальных адсорберов, которые находятся в разной стадии регенерации. Отходящий декомпрессионный газ подается в резервуар продувочного газа Б-103
(B-14201);

в) продувка:

· давление в адсорбере примерно такое же, что и давление внешней среды. Адсорбер продувается ВСГ из другого адсорбера. Продувочный газ отводится в резервуар продувочного;

г) восстановление давления:

· после продувки, давление в адсорбере повышается до давления адсорбции. Это делается с помощью декомпрессионного газа, поступающего из другого адсорбера и, в конечном счете, рециклового потока водородного продукта. На этом, регенерация адсорбера заканчивается, и он переключается на адсорбцию.

В любое определенное время цикла, один из пяти адсорберов блока КЦА работает, в то время как другие адсорберы находятся на разных стадиях регенерации. Оптимальное управление блоком КЦА осуществляется с помощью автоматизированной системы программируемых логических контроллеров (ПЛК), что позволяет блоку КЦА работать с высокой эффективностью. Данная система автоматически подгоняет продолжительность цикла адсорберов, что позволяет, во всех случаях частичных нагрузок, достигать оптимального извлечения водорода.

Полученный водород поступает к границе установки.

В продувочном газе из блока КЦА содержатся примеси H₂O, CO₂, CO, CH₄ и некоторое количество H₂. Продувочный газ подается в буферный резервуар Б-103 (B-14201), который предназначен для некоторого «поддержания» с тем, чтобы свести к минимуму колебания в концентрации продувочного газа, теплоте сгорания и числе Воббе.

Продувочный газ используется в качестве топлива в печи риформинга П-101. При обычном режиме эксплуатации, большая часть необходимого тепла в риформере обеспечивается за счет этого продувочного газа. Дополнительно необходимое тепло получается за счет сжигания СПБТ (топлива), поступающего из сырьевой насосной.

Утилизация тепла от горячего дымового газа с риформера осуществляется посредством:

· перегревания сырья и технологического пара в нагревателях Т-103/А,В,С
(W-11001A/B/C);

· производства технологического пара в дымогарном котле ДК-101 (D-11001). Технологический пар смешивается с обессеренным сырьем;

· предварительного нагрева воздуха горения в подогревателе воздуха горения Т-105 (W-11002).

Дымовой газ уходит с установки через дымосос Д-101 (V-11001) и дымовую трубу ДТ-101 (AA-11001).

Холодильник риформированного газа Т-104 (W-11003) интегрирован в дымогарный котел. Точность температуры риформированного газа на выходе, контролируется через внутренний байпас, что позволяет гарантировать оптимальные условия эксплуатации также при частичной нагрузке.

Продуктовый водород от установки производства водорода поступает на установку изомеризации. Так же предусмотрена возможность перепуска продуктового водорода в приемную линию ВСГ на станции дожима.

Дата добавления: 2015-08-09