Сероочистка (десульфуризация)

Краткое описание технологического процесса.

Природный газ на технологию поступает из сети предприятия с давлением 3 бар, далее в природный газ подмешивается водород в количестве 1% (но не менее 5м³) от объёма природного газа идущего на точку смешения (FIC-201), (регулировка осуществляется расходомером FAL-202), после чего сырьевой газ (смесь природного газа с водородом) поступает на всас компрессора сырьевого газа поз. C-101(1,2,3,4). После сжатия в компрессоре до 18,6 бар сырьевой газ направляется в подогреватель сырьевого газа поз. HX-101, где он нагревается до 260-371°С[ПАП1] ¹, затем подогретый сырьевой газ поступает в реактор сероочистки поз V-101. В нижней части реактора сероочистки на алюмокобальтмолибденовом катализаторе осуществляется гидрирование органических соединений серы в сероводород, верхний слой реактора сероочистки заполнен катализатором на основе оксида цинка, который в свою очередь поглощает серу.

Очистка от сернистых соединений предусматривается для исключения «отравления» катализаторов паровой конверсии природного газа и конверсии СО. После реактора сероочистки сырьевой газ смешивается в точке смешения с водяным паром, затем нагревается в пароперегревателе поз. WH-101 до температуры 510-559 [ПАП2] ºС¹ и направляется в реакционные трубы печи риформинга поз. R-101, заполненные никелевым катализатором, где происходит конверсия смеси природного газа и его гомологов с водяным паром в синтез-газ (преимущественно смесь монооксида углерода и водорода). Этот процесс основан на следующих реакциях окисления:

СН4 + Н2О = СО + 3Н2-Q

СО + Н2О = СО2 + Н2+ Q

СН4 + 2Н2О = СО2 + 4Н2- Q

СnНm + nН2O = nСО + (2n+m)/2H2

После печи риформинга поз. R-101 синтез-газ направляется в парогенератор поз.WH-104 для охлаждения газа и получения водяного пара. Синтез-газ охлаждается в парогенераторе до 300-357ºС¹ и подается в аппарат высокотемпературной конверсии СО поз. V-102, где на железохромовом катализаторе большая часть окиси углерода, содержащаяся в синтез-газе, превращается в двуокись углерода и водород по следующей реакции:

СО + Н2О = СО2 + Н2+ Q

Далее синтез-газ направляется в подогреватель сырьевого газа поз. НХ-101, где синтез газ охлаждается до 338ºС²[ПАП3] , затем в аппарат воздушного охлаждения поз. НХ-104, где охлаждается до 60ºС² и теплообменник поз. HХ-110, где синтез-газ дополнительно охлаждается до температуры не более 43ºС¹. После чего синтез-газ попадает на очистку водорода от примесей (монооксида углерода, метана, диоксида углерода, азота и водяного пара) в адсорберы поз. А-101 А, В, С, D системы КЦА (короткоцикловая адсорбция) для селективного поглощения примесей, присутствующих в синтез-газе.

Система очистки включает 4 адсорбера (А-101 А, В, С, D), каждый из которых содержит по 3 слоя адсорбента такие как оксид алюминия, активированный уголь и цеолит (молекулярные сита). Оксид алюминия служит для удаления основного количества влаги, активированный уголь - для удаления СО2 и СН4 и молекулярные сита - для удаления СО, что позволяет получить водород высокой чистоты.

После системы КЦА водород с чистотой 99.999% поступает на ресиверную площадку, после которой на редукционном клапане его давление снижается до 6 бар.

Описание технологического процесса

Установка получения водорода состоит из трёх одинаковых технологических линий производства водорода производительностью 1500 м³/ч. Технологические линии производства водорода включают стадии:

- сероочистка;

- паровая конверсия сырьевого газа;

- конверсия CO;

- короткоцикловая адсорбция водорода (КЦА);

- производство пара (утилизация тепла дымового и синтез-газа).

Сероочистка (десульфуризация)

После сжатия в компрессоре поз. C-101(1,2,3,4). сырьевой газ с давлением 18.6 бар направляется в подогреватель сырьевого газа поз. HX-101, где нагревается до 260-371 ºС¹ синтез-газом после конвертора CO поз.V-102. Далее подогретый сырьевой газ направляется в реактор сероочистки поз. V-101.В нижней части реактора на алюмокобальтмолебденовом катализаторе сероорганические соединения превращаются в сероводород и происходит гидрирование олефинов, после катализатора гидрирования сырьевой газ поступает в верхнюю часть реактора на слой оксида цинка, где соединения серы адсорбируются. После сероочистки сырьевой газ направляется на точку смешения для смешивания с водяным паром.