Меню Рубрики

Установка по очистке газов кца

Установка короткоцикловой адсорбции (КЦА)

Установка короткоцикловой адсорбции (КЦА) используется для разделения газовых смесей

Установка короткоцикловой адсорбции (КЦА) используется для разделения газовых смесей с получением водорода, азота, кислорода, метана, этилена и других компонентов высокой концентрацией (от 95% до 99,9999%).

Данная технология позволяет разделять практически любой газ.

Часто для разделения используют различия в скорости адсорбции разных газов, например, при извлечении азота из воздуха с помощью углеродных молекулярных сит.

Технология КЦА основана на поглощении газа адсорбентом с использованием функции давления.

Технологический процесс адсорбции строится так, что смесь газов подается в адсорбер при повышенном давлении и температуре внешней среды.

При этом легкоадсорбируемые компоненты смеси поглощаются адсорбентом, в то время как слабоадсорбируемые или неадсорбируемые проходят через аппарат, благодаря чему происходит разделение газовой смеси.

Адсорбент поглощает газ до состояния равновесия между адсорбцией и десорбцией, после чего адсорбент необходимо регенерировать, т. е. удалить с поверхности адсорбента поглощённые компоненты.

Это можно сделать либо путем повышения температуры, либо путём сброса давления.

Обычно в короткоцикловой адсорбции используют регенерацию посредством сброса давления.

Можно использовать безнагревную КЦА, как, например, у компании Грасис.

На сегодняшний день получили распространение 3 метода организации циклического безнагревного процесса адсорбционного разделения воздуха:

напорные — Pressure Swing Adsorbrion (PSA),

вакуумные — Vacuum Swing Adsorbtion (VSA),

смешанные — Vacuum Pressure Swing Adsorbtion (VPSA).

Главная отличительная особенность безнагревной КЦА (PSA) в том, что циклы адсорбции и десорбции проводятся при одной и той же температуре, но парциальное давление адсорбирующихся компонентов при адсорбции больше, чем при десорбции.

Главное преимущество процессов PSA перед традиционным методом проведения адсорбционных процессов в циклах адсорбции-десорбции при различных температурах — в устранении стадий нагрева и охлаждения адсорбера, требующих больших затрат времени и энергии.

Следующей отличительной чертой короткоцикловой адсорбции является небольшая длительность циклов адсорбции и регенерации, обычно в пределах нескольких минут, в результате чего указанный процесс получил наименование «короткоцикловая адсорбция».

Свое широкое применение, особенно за рубежом, КЦА получила из-за следующих преимуществ:

  • высокая селективность по адсорбируемым компонентам в зависимости от выбора адсорбента;
  • быстрый пуск и остановка по сравнению с криогенными блоками;
  • большой диапазон работы от 5 до 100% производительности без изменения энергетических затрат;
  • большая гибкость установок, т.е. возможность быстрого изменения режима работы, производительности и чистоты в зависимости от потребности;
  • автоматическое регулирование режима;
  • возможность дистанционного управления;
  • низкие энергетические затраты по сравнению с криогенными блоками;
  • простое аппаратурное оформление;
  • низкие, затраты на обслуживание из-за простоты установок;
  • применение первого защитного слоя адсорбента предотвращает чувствительность к агрессивным компонентам по сравнению с мембранами и гарантирует длительные сроки эксплуатации адсорбента без его замены;
  • низкая стоимость установок по сравнению с криогенными технологиями.

Из-за вышеперечисленных преимуществ КЦА широко применяется для следующих целей:

  • получение водорода из природного и коксового газа, других водородсодержащих газов;
  • получение метана из природного газа;
  • получение окиси и двуокиси углерода;
  • выделение этилена;
  • получение азота и технического кислорода из воздуха;
  • и др. газовых смесей.

источник

Мембранные установки подготовки природного и попутного нефтяного газа, комплексные решения НПК Грасис

Рациональное использование попутного нефтяного газа на нефтяных месторождениях в России является одним из наиболее актуальных вопросов топливно-энергетического комплекса страны.

​Рациональное использование попутного нефтяного газа на нефтяных месторождениях в России является одним из наиболее актуальных вопросов топливно-энергетического комплекса страны.

Как правило, попутный нефтяной газ на небольших и удалённых нефтяных месторождениях в России сжигается на факелах: ввиду нерентабельности, или отсутствии возможности его транспортировки на переработку, или невозможности его утилизации на месте.

Сложность утилизации ПНГ на месте добычи связана с нестабильностью состава и объема подлежащего переработке газа, высоким содержанием в нём тяжелых углеводородов, воды, сероводорода и других вредных примесей, требующих существенной предварительной подготовки, нерентабельностью переработки относительно небольших количеств такого газа традиционными классическими методами.

Научно-производственная компания Грасис — ведущий разработчик, производитель и EPCM — подрядчик в области воздухо- и газоразделения в СНГ и Восточной Европе провела комплекс научных и прикладных исследований, в результате которых была разработана совершенно новая, превосходящая мировые аналоги специальная мембрана для разделения углеводородных газов с высоким содержанием тяжелых углеводородов, воды и серосодержащих примесей.

На основе данной мембраны разработаны и запатентованы уникальные технологические решения и оборудование.

Мембранная технология разделения газов широко используется во всем мире для извлечения азота из воздуха, выделения водорода из водородсодержащих газовых смесей, углекислого газа и воды из природного газа.

В основе этого спектра применений лежит хорошо изученная «традиционная» мембрана, которая позволяет прекрасно справляться с вышеперечисленными задачами, но не может быть применена для разделения газов, содержащих тяжелые углеводороды, которые разрушают и/или пластифицируют «традиционные» мембраны.

Кроме того, подготовленный такими мембранами газ необходимо дополнительно компримировать, т.к. при разделении на «традиционных» мембранах происходит значительная потеря давления продуктового потока

Принцип мембранного разделения газовой смеси основан на различной скорости проникания ее компонентов через полимерную мембрану за счет перепада парциальных давлений газа по обе стороны мембраны. Отличительными особенностями новой мембраны являются половолоконная конфигурация, принципиально другая последовательность скоростей проникновения компонентов газа (рис. на стр. 1), высокая химическая устойчивость практически ко всем компонентам углеводородных смесей и высокая селективность. При подготовке попутного нефтяного и природного газа все нежелательные примеси концентрируются в потоке низкого давления, а подготовленный газ выходит практически без потери давления.

Читайте также:  Установка присоски на лобовое стекло

Рис. 1 Схема распределения газовых потоков в модуле Грасис

Предлагаемые технологии на основе углеводородной мембраны НПК Грасис собственного производства решают следующие задачи подготовки природного и попутного нефтяного газа:

— Решение экологических проблем, выполнение условий лицензионных соглашений: снижение сжигания газа на факелах вплоть до полного устранения

— Подготовка, очистка, осушка и утилизация газа на объектах добычи

— Независимость от объектов энергообеспечения, существующей инфраструктуры и транспортных схем. Подготовка газа в качестве топлива для ГПЭС и ГТЭС

— Подготовка газа до требований СТО Газпром 089-2010 для сдачи в газотранспортную систему

— Экономия капитальных вложений и эксплуатационных затрат за счет оптимизации технологических решений

— Уменьшение вредных выбросов при работе ГТЭС, ГПЭС

Основной используемой технологией является собственная мембранная технология газа, применяемая для различных задач подготовки, осушки и очистки газов. В зависимости от параметров сырьевого газа, требований по глубине очистки, объему и компонентному составу серосодержащих примесей, а также в зависимости от пожеланий Заказчика, компания Грасис использует другие существующие технологии.

Удаление серосодержащих соединений и СО2:

Мембранная технология НПК Грасис — единственная технология, позволяющая одновременно

проводить очистку от серосодержащих соединений и осушку по углеводородам и/или воде. Мембранные установки Грасис позволяют подготовить серосодержащий газ до требований, позволяющих использовать его в качестве топливного для ГПЭС (ГТЭС), печей подогрева нефти и в котельных. При содержании сероводорода до 0,1-0,2% моль., газ может быть подготовлен до требований СТО Газпром 089-2010.

В зависимости от параметров сырьевого газа, требований по глубине очистки, объему и компонентному составу серосодержащих примесей, а также пожеланий Заказчика мембранная технология может использоваться совместно с другими традиционными методами обессеривания газов (адсорбционная технология, абсорбционная технология, щелочная очистка).

Снижение концентрации сероводорода и меркаптанов в 10-100 раз.

Мембранные установки НПК Грасис позволяют достичь необходимой степени осушки газа, поступающего на ожижение, а также существенно снизить в нем содержание СО2. В случае нецелесообразности удаления СО2 до требуемых параметров чисто мембранным методом рекомендуется применение комбинированной мембранно-сорбционной подготовки. При этом мембранная установка позволяет в разы снизить нагрузку на сорбционный блок очистки от СО2 и обеспечить достижение требуемых показателей вне зависимости от колебаний содержания СО2 в сырьевом газе.

Осушка углеводородных газов:

НПК Грасис предлагает комплексный подход в области осушки углеводородных газов как с низким, так и с высоким содержанием С3+. Основная используемая НПК Грасис технология осушки — мембранная. Она позволяет проводить осушку любых углеводородных газов без ограничений по присутствию тяжелых углеводородов, а также газов содержащих сернистые соединения.

По сравнению с традиционно используемыми технологиями она единственная позволяет одновременно в рамках одного технологического аппарата добиться снижения ТТР (температуры точки росы) как по воде, так и по углеводородам, в том числе до требований СТО Газпром 089-2010 для холодных климатических районов при давлении осушаемого газа до 4,0-10,0 МПа.

Применение мембранных установок осушки газа позволяет минимизировать капитальные и эксплуатационные затраты на осушку.

В зависимости от схемы реализации процесса газ может быть осушен на 15-60°С.

При необходимости, а также по желанию Заказчика могут применяться установки гликолевой осушки на основе триэтиленгликоля. Применение гликолевой осушки рекомендовано при подготовке (только осушка без коррекции углеводородного состава) значительных объёмов газа

соответствующих нормативным требованиям (например, СТО 089-2010) остальным показытелям, кроме содержания воды.

Отбензинивание газа:

Мембранная технология НПК Грасис обеспечивает отбензинивание газа до заданной ТТР в комплексе с подготовкой газа по другим регламентируемым параметрам: ТТР по воде, концентрации серосодержащих примесей (сероводород, меркаптаны) и углекислого газа. В этом

ее уникальность по сравнению с традиционными технологиями отбензинивания, особенно при применении в условиях ограничений по массогабаритным параметрам оборудования и на удаленных площадках с неразвитой инфраструктурой.

Обеспечение отбензинивания газа до заданной ТТР по воде, концентрации серосодержащих примесей и углекислого газа. В этом уникальность мембранной технологии особенно при применении в условиях ограничений по массогабаритным параметрам оборудования и на удаленных площадках с неразвитой инфраструктурой. Возможна реализация схем комбинирующих низкотемпературные технологии с мембранной.

Снижение содержания углеводородов С4+ в 2,5-8 раз.

Снижение содержания С5+ в 6-12 раз

Компримирование газа:

В рамках разрабатываемых технических решений по подготовке и утилизации природного газа и попутного нефтяного газа НПК Грасис осуществляет подбор и поставку всего необходимого компрессорного оборудования.

Блочные компрессорные станции (БКС) производства НПК Грасис могут использоваться также и для других методов утилизации ПНГ — подготовки топливного газа для ГТЭС или котельных установок. Конструктивное исполнение БКС для компримирования газа в виде блокмодуля позволяет устанавливать ее на любой ровной поверхности (площадке) с покрытием, отвечающим требованиям в части удельной нагрузки.

Установка подготовки попутного нефтяного газа НПК Грасис, подготовка газа до требований СТО Газпром 089-2010

Установка подготовки попутного нефтяного газа НПК Грасис, вид изнутри

Установка подготовки попутного нефтяного газа НПК Грасис до требований СТО Газпром 089-2010, вид изнутри

Установка подготовки попутного нефтяного газа НПК Грасис до требований СТО Газпром 089-2010

Читайте также:  Установка редукторного стартера 2106

Установка подготовки попутного нефтяного газа НПК Грасис

Уникальные преимущества установок подготовки газа на основе мембранной технологии Грасис

    Удаление из природного и попутного нефтяного газа сразу несколько примесей в одном технологическом цикле, что не может обеспечить ни одна другая технология подготовки углеводородных газов

Работа в широком диапазоне давлений — от 3-х до 100 атмосфер и не имеет ограничений использования, накладываемых давлением трубопроводной системы Заказчика

Подготовленный газ для дальнейшего использования поступает практически без потери давления, отсутствует необходимость дополнительного компримирования

Экологичность, т.к. не использует химических реагентов

Возможность доведения утилизации ПНГ до 100%

Производительность установок легко настраивается в диапазоне от 5 % до 100 % от номинальной производительности при необходимости включением и отключением части газоразделительных модулей. Это особенно эффективно для месторождений с сезонными колебаниями сырьевого потока и/или с падающей добычей

Длительная работа установок с нагрузкой существенно выше номинальной с незначительным снижением качества подготовки газа

Поставка заказчику в транспортируемых модулях с комплексом средств и систем АСУ ТП, пожарной, газовой сигнализации и в максимальной заводской готовности, что существенно сокращает сроки и стоимость строительно-монтажных работ

Режим работы установки 365 дней в году без остановки на ППР

Установки просты в эксплуатации, максимально автоматизированы и не требуют высококвалифицированного персонала для обслуживания

Низкие эксплуатационные затраты на обслуживание работы установки

Возможно изготовление мембранных установок на скидах для эксплуатации на открытых площадках, а также смешанный вариант исполнения

Высокая эффективность применения мембранной технологии Грасис для очистки нефтяного газа от воды, высших углеводородов, СО2 и сероводорода была подтверждена комплексом испытаний на промышленных площадках ведущих нефтяных и газовых компаний. За последние несколько лет промышленные мембранные углеводородные модули Грасис были испытаны на площадках Когалымской компрессорной станции (КС) ТПП «Когалымнефтегаз», Славянской НГДП-4000 и УПГ «Ключевая» ООО НК «РН-Краснодарнефтегаз».

Первая промышленная мембранная газоразделительная установка была запущена в 2010 г. на Новоукраинской КС ООО «РН-Краснодарнефтегаз». Установка подготавливает влажный, серосодержащий нефтяной газ для сдачи в ГТС ОАО «Газпром». По результатам работы установки было произведено и запущено в эксплуатацию ряд установок для ведущих нефтегазовых предприятий России.

На сегодняшний день НПК Грасис реализовала более 700 проектов для 350 предприятий с мировым именем. Оборудование НПК Грасис используют такие компании, как Газпром, Роснефть, Лукойл, ТНК-ВР, Сургутнефтегаз, Славнефть, Татнефть, Газпром нефть, Транснефть, НОВАТЭК, РИТЭК, Химммаш, Сибур, ЕвроХим, Туркменгаз, КазМунайГаз, Казахмыс, Зарубежнефть, Exxon Mobil, Shell, Enel, Eni, ConocoPhillips, Petrofac и т.д.

Для осуществления своей деятельности НПК Грасис имеет всю необходимую разрешительную документацию и сертификаты. Система менеджмента качества компании соответствует международным стандартам ISO 9001:2008. Оборудование производится по стандартам ASME, CE, корпоративным стандартам компаний Total, Газпром, Shell; документация разрабатывается и выпускается в соответствии с принятыми мировыми стандартами для EPCM-контрактов.

Мембранные системы НПК Грасис выпускаются на собственной производственной площадке, где осуществляется сборка оборудования, испытания, контроль качества и приемка на основе современных методов управления проектами в производстве.

Производственная площадка НПК Грасис в г. Ступино

Уровень системы производства НПК Грасис отвечает современным высочайшим требованиям независимых аудиторских компаний, проводивших технический аудит и экспертдайтинг (отслеживание сроков и объемов изготовления оборудования и оценка рисков в выполнении требований заказов) для наших заказчиков.

Производство НПК Грасис оборудовано современными испытательными стендами по тестированию и усовершенствованию мембранных картриджей, воздухоразделительных систем на основе различных технологий газоразделения. Испытательные стенды разработаны в компании НПК Грасис и не имеют аналогов в Европе.

Научно-технический департамент Грасис выполняет НИОКР-проекты по заказу ведущих нефтегазовых компаний и ведет исследования в различных областях разделения и очистки газов, таких как: очистка углеводородных газов от сероводорода плазмохимическими методами, удаление сероводорода из природного газа с помощью ультрафиолета, совершенствование технологии КЦА, совершенствование технологии низкотемпературной сепарации, разработка новых конструкций пропановых холодильников, новых фильтрующих систем, в частности, фильтров коалесцеров, схем мембранного разделения газовых смесей и систем комбинированного использования технологий.

Обладая значительным опытом выполнения комплексных проектов «под ключ» (EPC и EPCM- контракты) со специализацией в сфере воздухо- и газоразделения, утилизации ПНГ и подготовки природного газа, обустройства нефтяных месторождений, НПК Грасис выполняет комплексные проекты, предлагая наиболее эффективные решения для Заказчика.

источник

ТХ Установка концентрирования водорода (КЦА)

Коротко о файле: Проект установки концентрирования водорода (КЦА). В состав входят пояснительная записка и технологические схемы.

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.

Читайте также:  Установка заглушек на канализацию должникам судебная практика

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

источник

Добавить комментарий