Очистка газоконденсата и нефти от меркаптанов

Дипломный проект

Очистка газоконденсата и нефти от меркаптанов

1.1. ВВЕДЕНИЕ.

Для обеспечения экологически безопасного хранения и транспорта меркаптаносодержащих нефтей и газоконденсатов до российских потребителей, а также черноморских и прибалтийских портовых терминалов существует необходимость очистки газоконденсата и нефти от меркаптанов.

Настоящий диплом выполнен по установке очистки газоконденсата и нефти от меркаптанов мощностью 1 млн. тонн в год (две лини производительностью по 0,5 млн. тонн в год каждая).

Назначение установки состоит в снижении содержания сероводорода в сырье от 0,003-0,03 % мас. (30-300 ppm) до 0,001 % мас. (10 ppm) и снижении в нем содержания низкомолекулярных меркаптанов C₁-C_2, т.е. метилмеркаптана CH₃SH и этил меркаптана C₂H₅SH от 870 ppm до 20 ppm в расчете на серу.

Для очистки газоконденсата и нефти принят разработанный во ВНИИУС двухступенчатый процесс ДМС-3, суть которого состоит в экстракции на первой ступени токсичных, коррозионноактивных сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов C₁-C₂, а также нафтеновых кислот щелочным регенерируемым раствором катализаторного комплекса (КТК) и окислении на второй ступени C₃-меркаптанов кислородом воздуха в присутствии щелочи и гомогенного водорастворимого катализатора ИВКАЗ до нетоксичных и нелетучих соединений — диалкилдисульфидов.

Регенерация раствора КТК осуществляется путем каталитического окисления сульфида и меркаптанов натрия кислородом воздуха в присутствии гомогенного водорастворимого катализатора ИВКАЗ. Образующиеся в результате окисления меркаптидов диалкилдисульфиды можно выделить из реакционной массы в виде побочного продукта — смеси низкомолекулярных диалкилдисульфидов и использовать как товарный продукт.

Состав установки представлен в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Наименование секций	Назначение секций
1. Секция приготовления растворов щелочи и катализатора	1. Прием, приготовление и хранение водных растворов едкого натра и катализатора ИВКАЗ
2. Секция экстракции сероводорода, нафтеновых кислот и С₁-С₂ меркаптанов	2. Экстрактивное извлечение этих веществ раствором катализаторного комплекса
3. Секция окисления Сз+меркаптанов	3. Окисление С₃+меркаптанов кислородом воздуха в присутствии щелочи и катализатора ИВКАЗ
4. Секция регенерации катализаторного комплекса	4. Регенерация раствора КТК с использованием катализатора ИВКАЗ

При разработке данного диплома использованы исходные данные, предоставленные Оренбургским газоперерабатывающим заводом ООО «Газпром», результаты исследований Карачаганакского газоконденсата и смеси газоконденсата и нефти, проведенных ВНИИУС в 1998-2001 гг., а также опыт эксплуатации установок демеркаптанизации подобного сырья на заводах России и Казахстана.

Рекомендуемые аналоги установки представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Рекомендуемые аналоги установки

Наименование установки

Наименование аналогов и источников сведений

отечественные

Зарубежные

Установка демеркаптанизации газоконденсата

Установка дезодорирующей очистки Карачаганакского газоконденсата от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов (процесс ДМС-3), г. Оренбург, Оренбургский ГПЗ, ЗАО «ЮУПК». Год ввода в эксплуатацию -2000. Мощность - 2 млн. т/год. Разработчик базового проекта технологии - ВНИИУС, г. Казань. Проект выполнен институтом ЮжНИИГипрогаз, г. Донецк.

Установка демеркаптанизации нефти (процесс ДМС-1) на СП «Тенгизшевройл» (Республика Казахстан).

Мощность - 2 установки по 6 млн. тонн в год каждая. Разработчик - ВНИИУС, г. Казань.

Ввод в эксплуатацию - 1995 г. Проект выполнен компанией «Bechtel», Англия. [1]

1.2. КРАТКИЙ ОБЗОР ИЗВЕСТНЫХ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ НЕФТЕЙ И ГАЗОКОНДЕНСАТОВ ОТ МЕРКАПТАНОВ.

В последние годы в странах СНГ и во всем мире увеличиваются объемы добычи нефтей и газоконденсатов с высоким содержанием меркаптанов. Большие объемы меркаптансодержащих нефтей и газоконденсатов добываются на месторождениях Прикаспийской низменности (Астраханский, Карачаганакский конденсаты, Тенгизская, Жанажольская нефти). В 90-е годы география таких месторождений значительно расширилась.

Специфической особенностью меркаптаносодержащего сырья является наличие в нем практически всего гомологического ряда меркаптанов, от самых токсичных метил - и этилмеркаптанов, до высокомолекулярных с разветвленным строением.

Сероводород и низкомолекулярные меркаптаны C₁-С₃ помимо высокой токсичности и летучести, обладают также неприятным запахом, коррозионной активностью, а при переработке сернистых нефтей и газоконденсатов неизбежно образуются токсичные сернисто-щелочные сточные воды. Поэтому при добыче, транспортировке, хранении и переработке нефтей и газоконденсатов с высоким содержанием сероводорода и меркаптанов возникают большие экологические и технологические проблемы.

В последние годы зарубежными фирмами проводятся исследования в области разработки процессов дезодорации высокосернистого сырья в промысловых условиях с применением химических реагентов - нейтрализаторов (скавенджеров), добавляемых в сырье в небольших количествах и реагирующих селективно с меркаптанами и сероводородом с образованием, нетоксичных, нелетучих, стабильных сераорганических соединений. Одной из первых разработок в этом направлении является реагент, приготовленный на основе четвертичных аммониевых оснований – «SX-2081» известной фирмы «Petrolite» (США), который в 1994 году проходил опытно-промышленные испытания на Тенгизском месторождении. Проведенные во ВНИИУС исследования указанного реагента показали, что он является очень чувствительным к воде, карбоновым кислотам и неселективным к легким меркаптанам, и поэтому он не пригоден для демеркаптанизации нефтей с высоким содержанием меркаптанов, воды и кислот. Указанный реагент-нейтрализатор является дорогостоящим (3300 долларов США за 1 м3) и дефицитным продуктом, требующим организации нового производства [2].

Для связывания сероводорода и меркаптанов предлагалось также применять формальдегид в виде 30-40 %-ных водно-метанольных растворов. Формальдегид в присутствии аминов связывает сероводород с образованием тритиана, а меркаптаны с образованием полутиоацеталей и тиоацеталей.

В 1994-95 г.г. до пуска промышленной установки демеркаптанизации аминоформальдегидная смесь применялась фирмой «Тенгизшевройл» на месторождении Тенгиз Республики Казахстан. При этом содержание меркаптанов C₁-C₂ снижалось с 150-180 до 50-60 ppm. В присутствии воды остаточное содержание этих меркаптанов возрастало до 100 ppm.

Применение аминоформальдегидных нейтрализаторов имеет следующие недостатки:

формальдегид и амины являются токсичными, канцерогенными веществами 2-го класса опасности, ПДК_Р.3. обоих реагентов - 0,5 мг/м³ по ГОСТ 12.1-005-88;
для дезодорации нефти требуется большой расход формальдегида - 1,5 кг/т и аминов - 0,8¸1,5 кг/т;
формальдегид, метанол и амины при хранении сырья, особенно в присутствии воды, отделяются от нефти в виде водного слоя, поэтому возникает необходимость очистки этой высокотоксичной воды.

Ввиду указанных недостатков этот процесс не может быть перспективным.

Из-за больших расходов и высокой цены нейтрализаторов реагентные способы дезодорации могут быть рассмотрены только как временная мера по очистке небольших объемов сырья.

С точки зрения экономичности способы, основанные на реакциях окисления сероводорода и меркаптанов кислородом воздуха, бесспорно, являются более перспективными, особенно в случаях необходимости дезодорации больших объемов сырья.

Во ВНИИУС на основе фундаментальных исследований реакционной способности меркаптанов, кинетики и катализа реакции их жидкофазного окисления молекулярным кислородом [3-5], были разработаны активные и стабильные новые гомогенный фталоцианиновый катализатор ИВКАЗ и гетерогенный катализатор УВКО [6]. Первая промышленная установка очистки н-пентана от меркаптанов с использованием катализатора типа ИВКАЗ была введена в эксплуатацию на Новокуйбышевском НХК в 1974 году. В 1995-1996 годах американская фирма Chevron построила по технологии ВНИИУС первые в мире две установки демеркаптанизации Тенгизской нефти по 4 млн. тонн в год каждая в Казахстане (процесс ДМС-1). Установки работают надежно и обеспечивают селективную очистку нефти от меркаптанов С₁-С₂ до 2¸10 ppm.

Процесс ДМС-1 [1,7,8] проводится в три стадии:

стадия промывки сырья (стабилизированной нефти) 0,5 %-ным раствором щелочи для удаления сероводорода;
стадия окисления низкокипящих меркаптанов до дисульфидов кислородом воздуха при 50 °С под давлением 1-2 МПа в присутствии катализаторного комплекса (КТК) с последующей сепарацией КТК от сырья и возвратом его в процесс. КТК представляет собой 0,01 %-ный раствор катализатора ИВКАЗ в 10-20 %-ном водном растворе NaOH;
стадия обезвреживания сульфидно-щелочных стоков (СЩС).

Процесс позволяет полностью очистить сырье от сероводорода, остаточное содержание легких меркаптанов С₁-С₁ составляет менее 6 ppm. По регламенту расход ИВКАЗ составляет 0,2 г/т, NaOH - 100 г/т сырья. На СП «Тенгизшевройл» после освоения процесса ДМС-1 расходы реагентов удалось снизить, более чем в два раза.

В случае применения процесса ДМС-1 для дезодорации сырья с высоким содержанием сероводорода для его нейтрализации на стадии промывки (форочистки) требуется большой расход щелочи. Например, для полной отмывки 320 ppm H₂S требуется 800 г едкого натра на тонну сырья.

Следует заметить, что процесс ДМС-1 невозможно применять для дезодорации нефтей и газоконденсатов, образующих со щелочными растворами стойкие эмульсии.

Модернизированным вариантом процесса ДМС-1 является процесс ДМС-1 М, испытанный на СП «Тенгизшевройл» в 1998 году. В процессе ДМС-1 М стадия форочистки (промывки нефти щелочной водой) отсутствует. Исходное сырье, КТК и воздух одновременно через смесительное устройство подаются в реактор окисления колонного типа, где меркаптаны окисляются до дисульфидов, а сероводород - до тиосульфата и сульфата натрия. Свежий раствор КТК подается всего в количестве 0,05-0,1 % от расхода сырья. В реакторе поддерживается соотношение сырье: КТК = 100:1. Оставшаяся часть отработанного КТК отделяется от очищенной нефти в хранилище готовой продукции и отправляется на стадию обезвреживания СЩС. Ввиду низких концентраций сероводорода (менее 20 ppm) и легких меркаптанов (менее 200 ppm) расход щелочи не превышает 100 г/т, окисление сероводорода и меркаптанов происходит при температуре 55 °С за 4 минуты. Процесс, аналогичный процессу ДМС-1 М, был в 1995 году испытан на установке СП «ТАТЕХ» для дезодорации карбоновой нефти.

Для селективной очистки легкой нефти или газоконденсата от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов С₁-С₂ ВНИИУС разработал процесс ДМС-2. Сначала стабильная нефть или газоконденсат подвергаются форочистке от сероводорода и нафтеновых кислот 1 %-ным водным раствором едкого натра, а затем производится извлечение меркаптанов С₁-С₃ 10-20 %-ным щелочным раствором с его последующей регенерацией путем окисления кислородом воздуха в присутствии катализатора ИВКАЗ.

Сочетанием двух рассмотренных выше процессов ДМС-1 и ДМС-2 является процесс ДМС-3, который был внедрен в 2000 году на Оренбургском ГПЗ, ЗАО «ЮУПК», для очистки от меркаптанов C₁-C₄ Карачаганакского конденсата. Только процесс ДМС-3 позволяет осуществить глубокую очистку сырья с высоким содержанием меркаптанов C₁-C₄. Процесс проводится в две ступени. На первой ступени сероводород и низкомолекулярные меркаптаны C₁-C₂ извлекаются регенерируемым щелочным раствором, на второй - меркаптаны С₃₊_B окисляются кислородом воздуха до нетоксичных и нелетучих дисульфидов. Установка обеспечивает очистку Карачаганакского конденсата до отсутствия сероводорода и метилмеркаптана. Этилмеркаптан после очистки обнаруживается в следовых количествах, а концентрация меркаптанов С₁-С₃ - не более 30 ppm. Содержание общей серы в конденсате после очистки снижается на величину извлеченных на первой ступени меркаптанов. Результаты очистки конденсата на установке ОГПЗ, ЗАО «ЮУПК», превосходят показатели Тенгизских установок, и очищенный Карачаганакский конденсат может успешно конкурировать на международном рынке.

К 2000 году по технологиям ВНИИУС с использованием катализаторов ИВКАЗ и УВКО построено более 20 установок.

Все разработанные во ВНИИУС катализаторы и процессы защищены российскими, американскими и германскими патентами:

Патент Германии DE 19525190 А-1, 16.01.1997 г. Verfahren zur oxidativen Entfer-nung von Mercaptanen aus Kohlenwasserstoffdestillaten.
Патент США № 5683574, 04.11.1997 г. Method for the extraction of low molecular weight mercaptans from petroleum and gas condensates.
Патент США № 5880279, 09.03.1999 г. Cobalt dihalodihydroxydisulfophtalocyanines.
Патент России № 2087521, 08.08.1994 г. Способ очистки нефти и газоконденсата от низкомолекулярных меркаптанов.
Патент России № 1466055, 18.11.1993 г. Катализатор для окисления сернистых соединений в водно-щелочной среде.
Патент России № 1591247, 18.11.1993 г. Катализатор для окисления сернистых соединений в водно-щелочной среде.

2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ, продуктов, ОСНОВНЫХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ материалов

2.1. Техническая характеристика сырья

Сырьем установки очисти от меркаптанов, поставляемым ОГПЗ, является:

I вариант - смесь стабильного газоконденсата и нефти газоконденсатного месторождения.

II вариант - смесь стабильного газоконденсата и нефти газоконденсатного месторождения, и стабильного газоконденсата Карачаганакского месторождения (25-35 %).

Сырье характеризуется показателями, представленными в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Показатель, ед., изм,	Значение показателя показателя
Показатель, ед., изм,	I вариант	II вариант
Хлориды, мг/дм³	30	30
Вода, % мас.	следы	отс.
Мех. примеси, % мас	отс.	отс.
Состав сернистых соединений ppm (в расчете на серу):
Сероводород	30-300	30-300
Метилмеркаптан	122	126
Этилмеркаптан	746	655
Диметилсульфид	121	98
Изо-Пропилмеркаптан	705	644
Трет-Бутилмеркаптан	89	73
Н-Пропилмеркаптаи	187	160
Метилэтилсульфид	247	194
Втор-Бутилмеркаптан	560	460
Изо-Бутилмеркаптан + Метил-изо-пропилсульфид	138	108
Трет-Амилмеркаптан	63	50
Диэтилсульфид	123	95
Н-Бутилмеркаптан	64	51
Метилпропилсульфид	48	37
2,2-Диметилпропилмеркаптан 1	25	19
Амилмеркаптан-3 + Метил-трет-бутилсульфид	271	210
Сера меркаптановая, % мас.	0,3-0,5	0,25-0,45
Плотность при 20 °С, г/см²	0,790	0,800
Упругость, мм. рт.ст.	до 500	до 500
Давление, МПа	0,08	0,08
Температура, °С	50	50
Кислотное число, мг КОН/г	0,01	0,011

2.2. Техническая характеристика продуктов

Продуктом установки является:

по I варианту очищенная от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов С₁-С₂ смесь стабильного газоконденсата и нефти газоконденсатного месторождения;

по II варианту очищенная от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов С₁-С₂ смесь стабильного газоконденсата и нефти газоконденсатного месторождения и стабильного газоконденсата Карачаганакского месторождения.

Обеспечиваемое процессом ДМС-3 содержание сернистых соединений (в расчёте на серу) в очищенном продукте составляет:

сероводород не более 0,001 % мас.

меркаптаны С₁-С₂ не более 0,002 % мас.

Содержание общей серы в газоконденсате после очистки снижается на величину извлеченных меркаптанов.

Очищенный от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов C₁-C₂ продукт используется для дальнейшей переработки на НПЗ.

Побочным продуктом установки является смесь низкомолекулярных диалкилдисульфидов. Смесь диалкилдисульфидов используется в качестве ингибитора коксообразования при пиролизе малосернистого углеводородного сырья, для сульфидирования катализаторов гидроочистки, в качестве одоранта сжиженных газов, растворителя серы и т.п.

2.3. Техническая характеристика основных и вспомогательных

материалов

К основным материалам относятся едкий натр, гомогенный катализатор ИВКАЗ, вода, воздух технологический.

К вспомогательным материалам относятся химически очищенная вода или паровой конденсат, воздух КИП, инертный газ, бензиновая фракция, уголь антрацит, кольца Палля.

Характеристика основных и вспомогательных материалов приведена в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Техническая характеристика основных и вспомогательных материалов

Наименование основных и вспомогательных материалов, показателей качества. Единицы измерения показателей качества	Значения показателей качества материалов		Номера стандартов или ТУ, марка, сорт, требованиям которых соответствует материал	Возможные поставщики материалов	Требования к условиям транспортирования и хранения материалов
1. Натр едкий технический (твердый) · массовая доля едкого натра, %, не менее	94,0		ГОСТ 2263-79	Предприятия химической промышленности, ПО "Химпром", г. Чебоксары, АО "Каустик", г. Стерлитамак, ОАО "Химпром", г. Волгоград	Поставляется в стальных или картонных барабанах с полиэтиленовыми вкладышами, хранится в упакованном виде в складских неотапливаемых помещениях.
Натр едкий технический (раствор) · массовая доля едкого натра, %, не менее	42,0		ГОСТ 2263-79		Жидкий продукт поставляется в стальных специальных железнодорожных цистернах, автоконтейнерах или полиэтиленовых бочках
2. Катализатор ИВКАЗ · массовая доля основного вещества, %, не менее	40,0		ТУ 2178-037-00151638-99	ВНИИУС, г. Казань	Выпускается в виде сухого порошка, расфасованного в полиэтиленовые пакеты по 1-3 кг и пластиковые контейнеры по 0,5 кг. Транспортируется любым видом крытого транспорта, хранится в упаковке изготовителя в сухом помещении
3. Вода технологическая (паровой конденсат, питьевая или химочищенная вода)	Отсутствие свободных нефтепродуктов и механических примесей		СТП	Заводская сеть	Поставляется по водопроводу.
4. Воздух технологический			ГОСТ 17433-80 Класс 4	От компрессора	Поставляется по трубопроводу.
5. Воздух КИП			ГОСТ 17433-80 Класс 0; 1	Заводская сеть	Поставляется по трубопроводу.
6. Азот газообразный · доля N₂ % об., не менее · доля О₂, % об., не более	1 сорт 99,6 0,4	2 сорт 99,0 1,0	ГОСТ 9293-74 ИСО 2435-73 с изм. 1,2,3	Заводская сеть	Поставляется в баллонах или по трубопроводу.
7. Бензиновая фракция				Заводская сеть	Поставляется по трубопроводу.
8. Пар технологический · давление, МПа	0,3-1,0		СТП	Заводская сеть	Поставляется по трубопроводу.
9. Уголь антрацит				ОАО «Гуковуголь», г. Гуково, Ростовская обл.
Кольца Палля металлические или полипропиленовые 50x50 мм			ТУ 6-05-16-09-77

2.4. Техническая характеристика отходов и выбросов

Таблица 5.1

Наименование отходов и выбросов, показателей качества. Единица измерения показателей качества	Обеспечиваемые процессом значений показателей качества отходов и выбросов	Номера стандартов или технических условий, марка, сорт, требованиям которых соответствуют отходы и выбросы	Области применения и возможные потребители отходов и выбросов
1. Отработанный раствор КТК со стадий экстракции и регенерации (СЩС)		СТП	Этот отход в условиях ГПЗ может быть утилизирован вместе с другими сернисто-щелочными отходами завода. После обезвреживания отработанный щелочной раствор может быть утилизирован на предприятиях цветной металлургии, кожевеной и целлюлозно-бумажной промышленности.
Количество, м³/ч	~ 0,2 (1,1)*
· Состав, % мас.:
· NaOH	До 1,0
· Na₂C0₃	0,1
· Na₂S₂0₃	1,6
· Na₂S0₄	1,5
· Na₂S	Следы
· RSNa	0,03
· RCOONa	1,1
· ИВКАЗ	Следы
· H₂0	Остальное
Плотность, кг/м³	~1060
pH	10-11
Запах	Сернистых соединений
Цвет	Грязно-зеленный
Наличие свободных нефтепродуктов, мг/л	Следы
Наличие мехпримесей, мг/л	20
Температура кипения, °С	103
2. Отработанный воздух со стадии регенерации КТК		СТП	Неутилизируемый отход
Количество, нм³/ч	~135 (220)*
Состав примесей, % мас.
· углеводороды	До 1,0
· вода	~1,5
· дисульфиды и меркаптаны	~0,001
3. Отработанный воздух со стадии окисления С₃-меркаптанов			Неутилизируемый отход
Количество, нм³/ч	~130
Содержание O₂, % об.	до З
4. Отработанный уголь антрацит из сепаратора дисульфидов			Неутилизируемый отход
Количество за срок службы 5 лет, м³	~1,5
Дисульфиды	примеси
Углеводороды	примеси
5. Отработанные полипропиленовые или металлические кольца Палля из колонны регенерации			Неутилизируемый отход.
Количество за срок службы 15 лет, м³	~10

2.5. Условия сбора, хранения, транспортирования, складирования и захоронения отходов.

Таблица 5.2

Наименование отходов	Условия сбора, хранения, транспортирования, складирования, захоронения отходов
1. Отработанный раствор КТК	Транспортируется по трубопроводу. Разрешается смешивать и обезвреживать совместно с другими сернисто-щелочными стоками ОГПЗ.
2. Отработанный воздух	Транспортируется по трубопроводу. Направляется на факел или подается в ближайшую технологическую печь на прокалку при высокой температуре (~ 600°С) и затем выбрасывается через дымовую трубу.
3. Отработанный уголь антрацит	После отработки уголь продувается паром и инертным газом, выгружается из аппарата и сжигается в печи. Инертный газ, содержащий пары углеводородов и дисульфидов, направляется в печь на прокалку. Может быть транспортирован любым видом грузового автотранспорта.
4. Отработанные кольца Палля	После отработки кольца Палля продуваются паром и инертным газом, выгружаются из колонны регенерации и сжигаются в печи или захороняются на полигоне. Использованный инертный газ также прокаливается в печи. Отход может быть транспортирован любым видом грузового автотранспорта

2.6. Описание технологической схемы процесса.

Технологическая схема процесса очистки газоконденсата и нефти от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов представлена на плакате.

В состав установки входят:

секция приготовления растворов щелочи и катализатора;
секция экстракции сероводорода, нафтеновых кислот и С₁-С₂ меркаптанов;
секция окисления С₃₊ меркаптанов;
секция регенерации раствора КТК.

2.6.1. Секция приготовления растворов щелочи и катализатора

Секция приготовления растворов щелочи и катализатора ИВКАЗ включает в себя емкости Е-1, Е-2, Е-3 и Е-4.

В емкость Е-1 принимается и хранится 42-46 %-ный раствор едкого натра, используемый для приготовления более слабых щелочных растворов.

В емкости Е-2 готовится 2-3 %-ный водный раствор едкого натра, используемый на стадии окисления С₃-меркаптанов. Для этого в Е-2 принимается расчетное количество воды и 42-46 %-ного раствора едкого натра. Перемешивание раствора осуществляется циркуляционным насосом Н-7. Щелочной раствор на стадию окисления подается насосом Н-3 и циркулирует насосом Н-5 из сепаратора С-2.

В емкости Е-3 аналогичным образом готовится 5 %-ный водный раствор едкого натра с катализатором ИВКАЗ, т.е. катализаторный комплекс (КТК), для стадии экстракции из сырья сероводорода и С₁-С₂ меркаптанов. Подача раствора КТК на стадию экстракции осуществляется насосом Н-7 в начальный период пуска и насосом Н-2 во время работы установки. Количество ИВКАЗ в растворе КТК принимается порядка 0,005-0,05 % мас. и в процессе эксплуатации установки уточняется по результатам регенерации.

Для приготовления раствора КТК в емкость Е-3 через люк вручную (сухой порошок) или насосом Н-7 из емкости Е-4 (концентрированный раствор ИВКАЗ) загружается необходимое количество катализатора ИВКАЗ и подается расчетное количество химочищенной воды. Интенсивное перемешивание катализаторного раствора в течение 20-30 минут при температуре 30-50°С осуществляется насосом Н-7.

Емкость Е-4 предназначена для приготовления раствора катализатора ИВКАЗ, используемого на стадии окисления С₃-меркаптанов. Для этого в емкость Е-4 через люк вручную загружается расчетная навеска катализатора и принимается необходимое количество воды. Перемешивание катализаторного раствора осуществляется с помощью азота, подаваемого в нижнюю часть емкости Е-4 через барботер. Для полного растворения катализатора необходимо интенсивное перемешивание в течение 20¸30 минут при температуре 30-50°С. Дозировка раствора катализатора на стадию окисления осуществляется с помощью насоса Н-4. Предусмотрена также дозировка раствора катализатора насосом Н-4 в колонну регенерации К-2.

Во избежание замерзания растворов в емкостях Е-1, Е-2 и Е-3 поддерживается плюсовая температура (емкости снабжены паровыми змеевиками). Емкость Е-4 находится в помещении насосной.

2.6.2. Секция экстракции сероводорода и C₁-C₂ меркаптанов

Смесь стабильного газоконденсата и нефти с избыточным количеством сернистых соединений поступает на установку очистки от установок стабилизации ОГПЗ с температурой 45-50°С и давлением 0,08 МПа. Насосом Н-1 сырье подается на первую ступень очистки в смеситель СМ-1, где смешивается с катализаторным комплексом, подаваемым насосом Н-2 из сепаратора С-5 или насосом Н-7 из емкости Е-3 в пусковой период. В смесителе СМ-1 происходит селективное извлечение из газоконденсата сероводорода, нафтеновых кислот и C₁-C₂ меркаптанов по реакциям:

H₂S + 2NaOH ® Na₂S + 2Н₂О

RSH + NaOH « RSNa + H₂O

RCOOH + NaOH ® RCOONa + H₂O

Далее смесь газоконденсата и раствора КТК поступает в сепаратор-отстойник С-1, где происходит разделение газоконденсата и раствора КТК. Отстойник С-1 является сосудом, полностью заполненным жидкостью.

Тяжелая фаза - катализаторный комплекс, насыщенный сульфидом, меркаптидами и нафтенатами натрия, из нижней части С-1 направляется в емкость-сборник КТК Е-5 секции регенерации раствора КТК.

Из верхней части отстойника газоконденсат поступает на вторую ступень очистки в смеситель СМ-2.

2.6.1. Секция окисления С₃-меркаптанов

Окислительная демеркаптанизация сырья начинается в смесителе СМ-2, куда одновременно подаются очищенный от сероводорода, нафтеновых кислот и С₁-С₂ меркаптанов газоконденсат, свежий раствор катализатора на подпитку системы насосом Н-4 из емкости Е-4, воздух воздушным компрессором КВ-1, циркуляционный раствор щелочи и катализатора насосом Н-5 из сепаратора С-2 и свежий щелочной раствор насосом Н-3 из емкости Е-2 при пуске установки или на подпитку системы. После смесителя СМ-2 смесь газоконденсата, щелочного раствора, катализатора и растворенного воздуха поступает в куб колонны окисления К-1, где при давлении 0,8 МПа (8,0 ати), температуре 50°С и интенсивном перемешивании происходит окисление С₃-меркаптанов до дисульфидов по реакции:

2RSH + 0,5O₂ RSSR + Н₂О

С верха колонны К-1 реакционная смесь поступает в сепаратор-отстойник С-2, где происходит разделение газоконденсата и щелочного раствора с растворенным в нем катализатором ИВКАЗ (КТК II ступени).

Раствор щелочи и катализатора из нижней части сепаратора-отстойника С-2 насосом Н-5 возвращается в цикл на циркуляцию в смеситель СМ-2. Периодически по мере накопления раствора щелочи в сепараторе С-2 балансовое количество этого раствора направляется в емкости Е-2 или Е-6 для последующего использования на стадии окисления.

Из верхней части сепаратора С-2 демеркаптанизированный газоконденсат с воздухом направляется в сепаратор воздуха С-3 и, отделенный в этом аппарате от воздуха, при давлении 0,3 МПа самотеком направляется на склад, условно обозначенный как емкость Е-7, а затем на дальнейшую переработку.

Для снижения концентрации кислорода в отработанном воздухе, выводимом из верхней части сепаратора С-3, и поддержания её на уровне порядка 3-4 % об. в сепаратор С-3 предусмотрена подача азота (~100 нм3/ч), расход которого регулируется по содержанию кислорода в отработанном воздухе на выходе из С-3.

Отработанный воздух из сепаратора С-3 направляется на сжигание в печь дожига.

2.6.4. Секция регенерации раствора КТК

кт,

Отработанный на стадии экстракции раствор КТК, насыщенный меркаптидами и сульфидом натрия, из нижней части сепаратора-отстойника С-1 с давлением 0,8 МПа и температурой 40-50°С поступает в емкость-сборник Е-5 секции регенерации КТК. При снижении давления в емкости Е-5 выделяются растворенные углеводороды (~0,5 нм³/ч), которые с верха емкости через регулятор давления направляются в топливную сеть или на факел. В Е-5 возможно попадание газоконденсата в растворенном или взвешенном виде. Отстоявшийся газоконденсат выводится из Е-5 в подземную емкость Е-6.Раствор КТК из емкости Е-5 насосом Н-6 направляется в подогреватель Т-1, где нагревается паром до температуры 50-55°С, и далее поступает в куб колонны регенерации К-2. Сюда же через диспергатор подается расчетное количество технологического воздуха от воздушного компрессора с давлением нагнетания не менее 0,6 МПа. В К-2 при температуре 50-55°С и давлении 0,5 МПа в присутствии катализатора ИВКАЗ происходит регенерация раствора КТК по реакциям:

кт,

3Na₂S + 4О₂ + Н₂О Na₂SO₄ + Na₂S₂O₃ + 2NaOH

2RSNa + 0,5O₂ + H₂O RSSR + 2 NaOH

После этого реакционная смесь с верха колонны регенерации поступает в сепаратор воздуха С-4, в котором происходит отделение отработанного воздуха от регенерированного раствора КТК с дисульфидами. С верха сепаратора С-4 отработанный воздух направляется в ближайшую технологическую печь на прокалку, а регенерированный КТК с дисульфидами из нижней части сепаратора поступает в сепаратор дисульфидов С-5 для отделения дисульфидов за счет гравитационного отстоя. Для улучшения процесса разделения в С-5 предусмотрена насадка из угля антрацита с размером частиц 3-4 мм и дозировка в поток раствора КТК перед С-5 через статический смеситель СМ-3 углеводородного растворителя (например, гексановой, бензиновой фракций) в количестве порядка 0,1 м³/ч. Смесь диалкилдисульфидов с растворителем выводится с верха С-5 в отдельную емкость в виде побочного продукта.

Примечание: Технологическая схема может быть упрощена, если не требуется отделять дисульфиды от КТК и получать их в чистом виде. В этом случае из схемы исключаются сепаратор дисульфидов С-5 и смеситель СМ-3. Образовавшиеся дисульфиды, взвешенные в катализаторном комплексе, будут поступать в смеситель СМ-1 и растворяться в очищаемом сырье.

Регенерированный раствор катализаторного комплекса с низа сепаратора С-5 насосом Н-2 подается в холодильник Х-1, где охлаждается до 30-40°С и далее вновь направляется в смеситель СМ-1 на экстракцию.

Технологическая схема предусматривает подачу регенерированного КТК из С-5 обратно в емкость Е-5 для повторной регенерации или для обеспечения непрерывности работы секции регенерации при снижении уровня КТК в Е-5.

По мере разбавления раствора КТК на стадиях экстракции-регенерации до концентрации активной щелочи порядка 2 % мас. за счет реакционной воды и солей, часть его периодически без прекращения циркуляции выводится из системы в емкость Е-6, а балансовое количество КТК восполняется путем подкачки концентрированного раствора едкого натра и катализатора ИВКАЗ. Отработка едкого натра контролируется по анализу регенерированного раствора КТК.

Периодичность операций по выводу отработанного раствора КТК из системы, подпитки системы свежим раствором щелочи и катализатора устанавливается опытным путем в процессе эксплуатации установки.

2.6.5. Условия ведения процесса

Таблица 7.1

Стадии, узлы, аппараты, оборудование

Наименование показателей режима и условий процесса. Единицы измерения показателей и условий

Рабочие значения показателей режима и условий процесса

Допустимые пределы колебаний показателей режима и условий процесса

Стадия приготовления растворов щелочи и катализатора

Е-1, Е-2, Е-3 - емкости для приема, приготовления и хранения растворов едкого натра и КТК

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

3. Концентрация NaOH, % мас.

4. Плотность при 20°С, кг/м³

атм.

2-46

1020-1500

атм.

15-50

2-46

1020-1500

Е-4 - емкость для приготовления раствора катализатора ИВКАЗ

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

3. Концентрация ИВКАЗ, % мас

атм.

0,03

атм.

20-50

0,03-0,05

Стадия экстракции сероводорода и C₁-С₂ меркаптанов

СМ-1 смеситель

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

3. Расход раствора КТК, т/ч

м3/ч

4. Концентрация NaOH, % мас.

5. Концентрация ИВКАЗ, % мас.

6. Расход сырья, т/ч

м3/ч

7. Содержание H₂S в сырье, % мас.

· до очистки

· после очистки

8. Содержание С₁-С₂ меркаптанов в сырье (в расчете на серу), % мас.

· до очистки

· после очистки

0,8

3,5

3,3

0,005

62,5

0,003

отс.

0,08

отс.

0,7-1,0

40-60

3-4

2,8-3,8

2,0-5,0

0,005-0,05

30-70

40-90

0,001-0,003

отс.- 0,001

0,05-0,09

отс.- 0,002

С-1 - сепаратор-отстойник

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

0,8

0,7-1,0

40-60

Стадия окисления Сз-меркаптанов

СМ-2 - смеситель

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

3. Расход сырья, т/ч

м³/ч

4. Расход воздуха, кг/ч

нм³/ч

5. Расход КТК, т/ч

м³/ч

6. Концентрация NaOH, % мас.

7. Концентрация ИВКАЗ, % мас.

0,8

62,3

2,04

2,0

0,005

0,7-1,0

40-60

30-70

40-90

40-45

30-35

1,53-2,6

1,5-2,5

2,0-3,0

0,005-0,01

К-1 - колонна окисления

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

3. Расход КТК, т/ч

м³/ч

4. Расход воздуха, кг/ч

нм³/ч

5. Расход сырья, т/ч

м³/ч

6. Содержание С₃-меркаптанов в

сырье (в расчете на серу), % мас.

· - до очистки

· - после очистки

0,8

2,04

2,0

62,3

0,09

0,02

0,7-1,0

40-60

1,53-2,6

1,5-2,5

40-45

30-35

30-70

40-90

0,05-0,09

отс.- 0,02

С-2 -- сепаратор-отстойник

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

0,8

0,7-1,0

43,60

С-3 сепаратор воздуха

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

3. Расход азота, кг/ч

нм³/ч

0,3

125

100

0,2-0,4

30-50

63-188

50-150

КВ-1 компрессор воздушный

1. Давление воздуха, Мпа

2. Расход воздуха, кг/ч

нм³/ч

1,0

235

180

1,0-1,2

235-400

180-300

Стадия регенерации раствора КТК

Е-5 - емкость-сборник раствора КТК

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

0,3

20-50

0,3-0,5

20-50

Т-1 - подогреватель

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

0,5

0,4-0,6

40-60

К-2 - колонна регенерации

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

3. Расход воздуха, кг/ч

нм³/ч

4. Расход раствора КТК, т/ч

м³/ч

5. Содержание Na₂S в КТК % мас.

· до регенерации

· после регенерации

6. Содержание RSNa в КТК (в расчете на серу), % мас.

· до регенерации

· после регенерации

0,5

194

150

3,7

3,6

0,12

отс.

2,24

0,01

0,4-0,6

40-60

190-200

145-155

3-4

2,9-3,9

0,05-0,12

отс.

2,0-2,5

0,01-0,05

С-4 - сепаратор воздуха

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

0,5

0,4-0,6

40-60

СМ-3 - смеситель

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

0,45

0,3-0,5

40-50

С-5 - сепаратор дисульфидов

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

0,45

0,3-0,5

40-50

Х-1 - холодильник

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

0,8

0,7-1,0

30-40

Е-6 - емкость подтоварной воды

1. Давление, МПа

2. Температура, °С

атм.

30-50

2.6.6. Нормы расхода основных и вспомагательных материалов.

Таблица 8.1

Стадии, узлы, аппараты, оборудование	Наименование, рабочие формы материалов, единица измерения расхода	Ориентировочные нормы расхода материалов на 1 т сырья
Установка очистки газоконденсата и нефти от меркаптанов	1. Едкий натр, г.	100 (600)*
	2. Катализатор ИВКАЗ г	0,1-0,2
	3. Воздух, технологический, нм³	3,0
	4. Вода питьевая или химочищенная, м³	1,5
	5. Пар технологический, Гкал	5
	6. Электроэнергия, кВт·ч	1,6
	7. Инертный газ (азот), нм³	2,0
	8. Бензиновая фракция, м³	0,002
	9. Уголь антрацит, Единовременная загрузка, м³ (срок службы 5 лет)	1,5

* - при содержании сероводорода в очищаемом сырье 0,03 % мас.

3. Технологический расчет.

Материальный и тепловой балансы процесса.

Материальный и тепловой балансы процесса составлены для одной технологической линии (0,5 млн. т/год).

Материальный баланс рассчитан по двум вариантам возможного состава сырья. В дипломе приведен расчет материального баланса по I варианту

Исходные данные для расчета:

	I вариант	II вариант
1. Производительность по сырью, тыс. т/год	500	500
2. Расчетное число часов работы в году	8000	8000
3. Часовая производительность, т/ч	62,5	62,5
4. Содержание сернистых соединений в газоконденсате до очистки, % мас.:
· сероводород	0,003	0,003
· меркаптаны С₁-С₃ (в расчете на серу)	0,1760	0,1585
· в том числе: CH₃SH	0,0122	0,0126
C₂H₅SH	0,0746	0,0655
å C₃H₇SH	0,0892	0,0804
5. Содержание сернистых соединений в газоконденсате после очистки, % мас.:
· сероводород	Отс.	Отс.
· å C₁-C₂ меркаптанов (в расчете на серу)	0,002	0,002
6. Плотность газоконденсата при 20°С, г/см³	0,790	0,800
7. Кислотное число газоконденсата, мг КОН/г	0,010	0,011

3.1.1. Стадия экстракции сероводорода и C_1-C₂ меркаптанов

Для упрощения расчетов предположим, что на стадии экстракции происходит полная очистка сырья от сероводорода, метил- и этилмеркаптанов, а С₃-меркаптаны экстрагируются на 50 %.

Очистка газоконденсата от сероводорода, метил- и этилмеркаптанов осуществляется катализаторным комплексом (КТК).

Расход (циркуляция) КТК с целью достижения заданной глубины очистки принимается в соотношении КТК:сырьё = 1:18 т.е. 3,5 т/ч (3500 кг/ч) или 3,3 м³/ч с учётом плотности раствора КТК равной 1054 кг/м³.

Состав раствора КТК:

Компонент	Количество
ИВКАЗ	0,175	0,005
NaOH	175,0	5,0
Н₂О	3324.825	94.995
ИТОГО:	3500,0 кг/ч	100,0 % мас.

Извлечение сероводорода и С₁-С₃ меркаптанов из сырья происходит по следующим реакциям:

H₂S	+	2NaOH	=	Na₂S	+	2H₂O	(1)
34		2·40		78		2·18
CH₃SH	+	NaOH	=	CH₃SNa	+	H₂O	(2)
48		40		70		18
C₂H₅SH	+	NaOH	=	C₂H₅SNa	+	H₂O	(3)
62		40		84		18
C₃H₇SH	+	NaOH	=	C₃H₇SNa	+	H₂O	(4)
76		40		98		18

На стадии экстракции происходит также нейтрализация нафтеновых кислот с образованием нафтенатов натрия по реакции:

RCOOH	+	NaOH	=	RCOONa	+	H₂O	(5)
150		40		172		18

Количество сероводорода, поступающего с сырьем на стадию экстракции, составляет:

H₂S = 62500 • 0,003 /100 = 1,88 кг/ч

В результате реакции (1) образуется:

Na₂S = 78 • 1,88 / 34 = 4,31 кг/ч

Н₂О = 2 • 18 • 1,88 /34= 1,99 кг/ч

и расходуется: NaOH = 2 • 40 • 1,88 / 34 = 4,42 кг/ч

Количество метилмеркаптана, поступающего с сырьем на стадию экстракции, составляет: CH₃SH = 62500 • 0,0122•48/32•100= 11,44 кг/ч

В результате реакции (2) образуется:

CH₃SNa = 70•11,44/48 = 16,68 кг/ч Н₂О = 18 • 11,44/48 = 4,29 кг/ч

и расходуется: NaOH = 40 • 11,44 / 48 = 9,53 кг/ч

Количество этилмеркаптана, поступающего с сырьем на стадию экстракции, составляет:

C₂H₅SH = 62500 • 0,0746 • 62 / 32 • 100 = 90,34 кг/ч

В результате реакции (3) образуется:

C₂H₅SNa = 84 • 90,34 / 62 = 122,39 кг/ч

Н₂О = 18 • 90,34 / 62 = 26,23 кг/ч

и расходуется: NaOH = 40 • 90,34 / 62 = 58,28 кг/ч

Количество пропилмеркаптанов, поступающих с сырьем на стадию экстракции, составляет:

C₃H₇SH = 62500 • 0,0892 • 76 / 32 • 100 = 132,40 кг/ч

Исходя из того, что на данной стадии экстрагируется порядка 50 % С₃ меркаптанов, их расход по реакции (4) составит 66,20 кг/ч.

В результате реакции (4) образуется:

C₃H₇SNa = 98 • 66,20 / 76 = 85,36 кг/ч

Н₂О = 18 • 66,20 / 76 = 15,68 кг/ч

и расходуется: NaOH = 40 • 66,20 / 76 = 34,84 кг/ч

Расход щелочи на нейтрализацию нафтеновых кислот (в пересчете на едкий натр) составляет:

Отсюда вытекает, что с газоконденсатом поступает нафтеновых кислот:

В результате реакции (5) образуется:

RCOONa = 172 • 1,69 / 150 = 1,94 кг/ч

Н₂О = 18 • 1,69 / 150 = 0,20 кг/ч

Всего на стадии экстракции по реакциям (1) - (5) образуется:

Na₂S = 4,31 кг/ч

CH₃SNa = 16,68 кг/ч

C₂H₅SNa = 122,39 кг/ч

C₃H₇SNa = 85,36 кг/ч

RCOONa = 1,94 кг/ч

Н₂О = 1,99 + 4,29 + 26,23 + 15,68 + 0,20 = 48,39 кг/ч

и расходуется: NaOH = 4,42 + 9,53 + 58,28 + 34,84 + 0,45= 107,52 кг/ч

Материальный баланс стадии экстракции приведен в таблице 9.1.

3.1.2. Тепловой баланс стадии экстракции

Оптимальная температура стадии экстракции находится в пределах 40-60°С.

Количество теплоты, выделившееся в результате реакции:

H₂S + 2NaOH = Na₂S + 2Н₂О + 69,8 кДж/моль

Q₁=М • q, где: М - число молей сероводорода;

q - тепловой эффект реакции.

Число молей H₂S составляет:

Q₁ = 55 • 69,8 = 3839 кДж/ч

Количество теплоты, выделившееся в результате реакций:

RSH + NaOH = RSNa + H₂O+ 52,8 кДж/моль

Число молей меркаптанов:

Q₂ = (238 + 1457 + 871) • 52,8 = 135485 кДж/ч

Количество теплоты, приходящее с газоконденсатом:

Q₃ = 62500 • 50 • 0,5 • 4,187 = 6542188 кДж/ч

Количество теплоты, приходящее с раствором КТК:

Q₄= 3500 • 40 • 4,18 = 585200 кДж/ч

Количество теплоты, уносимое с газоконденсатом:

Q₅ = 62328,45 • 50 • 0,5 • 4,187 = 6524230 кДж/ч

Количество теплоты, уносимое с насыщенным раствором КТК:

Q₆ = 3671,55 • t_вых. • 4,18

Поскольку Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ = Q₅ + Q₆, то

Таблица 9.1

Материальный баланс стадии экстракции сероводорода и меркаптанов

Компоненты	приход				Расход
	Газоконденсат		Раствор КТК		Газоконденсат		Раствор КТК
	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.
Углеводороды	62262,25 (62245,38)	99,620 (99,593)			62262,25 (62245,38)	99,89
H₂S	1,88	0,003			0
	(18,75)	(0,03)			0
CH₃SH	11,44	0,018			0
C₂H₅SH	90,3	0,144			0
C₃H₇SH	132,40	0,212			66,20	0,11
RCOOH	1,69	0,003			0
H₂O			3324,825	94,995			3373,215	91,88
							(3391,075)	(91,92)
NaOH			175,0	5,0			67,48	1,84
							(27,78)	(0,75)
ИВКАЗ			0,175	0,005			0,175	0,005
Na₂S							4,31	0,12
							(43,02)	(1,17)
CH₃SNa							16,68	0,45
C₂H₅SNa							122,39	3,33
C₃H₇SNa							85,36	2,32
RCOONa							1,94	0,055
Итого:	62500,00	100,00	3500,00	100,00	62328,45 (62311,58)	100,00	3671,55 (3688,42)	100,00

Примечание: В скобках приведены результаты расчета при содержании сероводорода в исходном сырье 0,03 % мас.

3.2. Стадия окисления Сз-меркаптанов

Количество С₃-меркаптанов, поступающих на эту стадию с газоконденсатом составляет 66,20 кг/ч (по матбалансу предыдущей стадии). На стадии окисления дополнительно удаляется порядка 30 % первоначального количества пропилмеркаптанов, т.е. 132,4 • 30 /100 = 39,72 кг/ч

Пропилмеркаптаны удаляются путем их окисления по реакции:

2C₃H₇SH	+	0,5О₂	=	C₃H₇SSC₃H₇	+	Н₂О	(6)
2·76		16		150		18

В результате реакции (6) образуется:

C₃H₇SSC₃H₇ = 150 • 39,72 / 2 • 76 = 39,20 кг/ч

Н₂О = 18 • 39,72 / 2 • 76 = 4,70 кг/ч

и теоретически расходуется: О₂ = 16 • 39,72 / 2 • 76 = 4,18 кг/ч или в пересчете на воздух это составит 4,18 • 100 / 23,1 = 18,10 кг/ч, где 23,1 % - содержание кислорода в воздухе.

С учетом расхода воздуха на побочные реакции окисления (окисление С₄-меркаптанов), его практический расход принимаем с 2-2,5 кратным избытком, т.е. 40 кг/ч или ~ 30 нм³/ч.

Содержание СО₂ в воздухе составляет 0,046 % мас., т.е. 40 • 0,046 / 100 = 0,02 кг/ч. Двуокись углерода связывается едким натром по реакции:

СО₂	+	2NaOH	=	Na₂CO₃	+	H₂O	(7)
44		2·40		106		18

В результате реакции (7) образуется:

Na₂CO₃ = 106 • 0,02 / 44 = 0,05 кг/ч

Н₂О = 18 • 0,02 / 44 = 0,01 кг/ч

и расходуется: NaOH = 2 • 40 • 0,02 / 44 = 0,04 кг/ч

Исходя из результатов научно-исследовательских работ и опыта эксплуатации подобных установок, расход (циркуляция) раствора катализаторного комплекса (КТК) на второй ступени очистки принимается в соотношении КТК:сырье = 1:40, т.е. 2 м³/ч или 2042 кг/ч с учетом плотности КТК, равной 1021 кг/м³.

Состав раствора КТК:

Компонент	Количество
ИВКАЗ	0,10	0,005
NaOH	40,84	2,0
Н₂О	2001,06	97,995
ИТОГО:	2042,0 кг/ч	100,0 % мас.

Материальный баланс стадии окисления С₃-меркаптанов представлен в таблице 9.2.

3.2.1. Тепловой баланс стадии окисления С₃-меркаптанов

Оптимальная температура стадии окисления С₃-меркаптанов 50-60°С.

Количество теплоты, выделившееся в результате реакции:

2C₃H₇SH + 0,5О₂ = C₃H₇SSС₃Н₇ + Н₂О + 129 кДж/моль

Q₁ = М • q, где: m - число молей пропилмеркаптана;

q - тепловой эффект реакции.

Число молей С₃Н₇SH, участвующее в реакции, составляет:

Q₁ = 523 • 129 = 67467 кДж/ч

Количество теплоты, приходящее с газоконденсатом:

Q₂ = 62328,45 • 50 • 0,5 • 4,187 = 6524230 кДж/ч

Количество теплоты, приходящее с КТК:

Q₃ = 2042,0 • 50 • 4,18 = 426778 кДж/ч

Количество теплоты, приходящее с воздухом:

Q₄ = 40,0 • 40 • 1,011 = 1618кДж/ч

Количество теплоты, уносимое с КТК:

Q₅ = 2046,72 • 50 • 4,18 = 427764 кДж/ч

Количество теплоты, уносимое с воздухом:

Q₆ = 35,8 • 50 • 1,011 = 1810кДж/ч

Количество теплоты, уносимое с очищенным газоконденсатом:

Q₇ = 62327,93 • -t_вых.• 0,5 • 4,187

Поскольку Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ = Q₅ + О₆ + Q₇, то

3.3. Стадия регенерации раствора КТК

В основе регенерации сульфид и меркаптидсодержащего раствора КТК лежат следующие реакции:

Таблица 9.2

Материальный баланс стадии окисления меркаптанов

Компоненты	Приход						Расход
	Газоконденсат		Рствор КТК		Воздух		Газоконденсат		Рствор КТК		Воздух
	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.
Углевоороды	62262,25 (62245,38)	99,89					62262,25 (623245,38)	99,90
C₃H₇SH	66,20	0,11					26,48	0,04
H₂O			2001,06	97,995					2005,77	98,00
NaOH			40,84	2,0					40,80	1,993
ИВКАЗ			0,10	0,005					0,10	0,005
C₃H₇SSC₃H₇							39,20	0,06
Na₂CO₃									0,05	0,002
Воздух
N₂+прмеси					30,74	76,854					30,74	85,87
O₂					9,24	23,1					5,06	14,13
CO₂					0,02	0,046
ИТОГО:	62328,45 (62311,58)	100,00	2042,00	100,00	40,00	100,00	62327,93 (62311,06)	100,00	2046,72	100,00	35,80	100,00

Примечание: В скобках приведены результаты расчета при содержании сероводорода в исходном сырье 0,03 % мас.

3Na₂S	+	4O₂	+	H₂O	=	Na₂S₂O₃	+	Na₂SO₄	+	2NaOH	(8)
3·78		4·32		18		158		142		2·40

2CH₃SNa	+	0,5O₂	+	H₂O	=	CH₃SSCH₃	+	2NaOH		(9)
2·70		16		18		94		2·40

2C₂H₅SNa	+	0,5O₂	+	H₂O	=	C₂H₅SSC₂H₅	+	2NaOH		(10)
2·84		16		18		122		2·40

2C₃H₇SNa	+	0,5O₂	+	H₂O	=	C₃H₇SSC₃H₇	+	2NaOH		(11)
2·98		16		18		150		2·40

Согласно матбалансу на стадию регенерации поступает:

Na₂S = 4,31 кг/ч

CH₃SNa = 16,68 кг/ч

C₂H₅SNa = 122,39 кг/ч

C₃H₇SNa = 85,36 кг/ч

В результате реакции (8) образуется:

Na₂S₂O₃ = 158 • 4,31 / 3 • 78 = 2,91 кг/ч

Na₂SO₄ = 142 • 4,31 / 3 • 78 = 2,62 кг/ч

NaOH = 2·40 • 4,31/3 • 78 =1,47 кг/ч

и расходуется:

Н₂О = 18 • 4,31 / 3 • 78 = 0,33 кг/ч

О₂ = 4 • 32 • 4,31 / 3 • 78 = 2,36 кг/ч

В результате реакции (9) образуется:

CH₃SSCH₃ = 94 • 16,68 / 2 • 70 = 11,20 кг/ч

NaOH = 2 • 40 • 16,68 / 2 • 70 = 9,53 кг/ч

и расходуется:

Н₂О = 18 • 16,68 / 2 • 70 =2,14 кг/ч

О₂ = 16 • 16,68 / 2 • 70 = 1,91 кг/ч

В результате реакции (10) образуется:

C₂H₅SSC₂H₅ = 122 • 122,39 / 2 • 84 = 88,88 кг/ч

NaOH = 2 • 40 • 122,39 / 2 • 84 = 58,28 кг/ч

и расходуется:

Н₂О = 18 • 122,39 / 2 • 84 = 13,11 кг/ч

О₂ = 16 • 122,39 / 2 • 84 = 11,66 кг/ч

Для стабильной работы катализатора ИВКАЗ содержание меркаптидной серы в регенерированном КТК должно составлять порядка 0,01 % мас. Для упрощения расчетов предположим, что это сера пропилмеркаптида, следовательно, количество пропилмеркаптида натрия, участвующее в реакции (11), равно:

C₃H₇SNa = 3671,55 • (2,32 - 0,03) / 100 = 84,08 кг/ч.

В результате реакции (11) образуется:

C₃H₇SSC₃H₇ = 150 • 84,08 / 2 • 98 = 64,34 кг/ч

NaOH = 2 • 40 • 84,08 / 2 • 98 = 34,32 кг/ч

и расходуется:

Н₂О = 18 • 84,08 / 2 • 98 = 7,72 кг/ч

О₂ = 16•84,08 / 2 • 98 = 6,86 кг/ч

Суммарно в результате реакций (8)-(11) образуется:

Na₂S₂O₃ = 2,91 кг/ч

Na₂SO₄ = 2,62 кг/ч

CH₃SSCH₃= 11,20 кг/ч

C₂H₅SSC₂H₅ = 88,88 кг/ч

C₃H₇SSC₃H₇ = 64,34 кг/ч

NaOH = 1,47 + 9,53 + 58,28 + 34,32 = 103,60 кг/ч

и расходуется:

Н₂О = 0,33 + 2,14 + 13,11 + 7,72 = 23,30 кг/ч

О₂ = 2,36 + 1,91 + 11,66 + 6,86 = 22,79 кг/ч

Теоретический расход кислорода на регенерацию составляет 22,79 кг/ч.

Теоретический расход воздуха составит:

22,79 • 100 / 23,1 = 98,66 кг/ч = 76,30 нм³/ч, где 23,1 % мас. - содержание кислорода в воздухе.

С учётом неидеальности потока воздуха и для создания нормального гидродинамического режима в колонне регенерации расход воздуха принимается с 1,5-2 кратным избытком, т.е. 150 нм³/ч или 194,0 кг/ч.

Содержание СО₂ в воздухе составляет 0,046 % мас., т.е. 194,0 • 0,046 / 100 = 0,09 кг/ч. СО₂ связывается едким натром по вышеупомянутой реакции (7).

В результате этой реакции образуется:

Na₂CO₃ = 106 • 0,09 / 44 = 0,21 кг/ч

Н₂О= 18 • 0,09 / 44 = 0,04 кг/ч

и расходуется: NaOH = 2 • 40 • 0,09 / 44 = 0,16 кг/ч

Количество воды, поступающей с воздухом при 25°С, составляет:

где: Q - количество воздуха, поступающего на стадию регенерации, кг/ч;

P_H₂_O - давление насыщенного водяного пара при 25°С, мм. рт.ст.;

М_Н2_O - молекулярный вес воды;

r- плотность воздуха при Т = 25°С и Р = 0,5 МПа, равная:

Количество отработанного воздуха составит 194,0 – 22,79 = 171,21 кг/ч.

Количество воды, уносимой с отработанным воздухом при 50°C и давлении 0,5 МПа, составляет

Итого за счет воздуха убывает из системы воды: 2,56 - 0,69 = 1,87 кг/ч.

Всего в систему за счёт реакционной воды прибывает:

48,39+ 0,04 -23,30 = 25,13 кг/ч.

С учётом уноса воды с отработанным воздухом в системе остаётся:

25,13 - 1,87 = 23,26 кг/ч воды.

Кроме воды с отработанным воздухом уносятся также сераорганические соединения (меркаптаны за счёт частичного термического разложения меркаптидов и дисульфиды за счёт частичного капельного уноса) в количестве 0,001 % мас.

Материальный баланс стадии регенерации представлен в таблице 9.3.

Безвозвратные потери сухого едкого натра на стадиях экстракции-регенерации составляют: 107,52 + 0,16 – 103,60 =4,08 кг/ч.

Расходная норма сухого едкого натра на этих стадиях составляет: 4,08 / 62,5 = 0,07 кг на 1 тонну сырья. Учитывая возможные потери щелочи в процессе очистки и её расход на стадии окисления С₃-меркаптанов, принимаем расходную норму NaOH равной 0,1 кг/т.

При содержании сероводорода в очищаемом сырье 0,03 % мас. общая расходная норма едкого натра будет составлять порядка 0,6 кг/т сырья.

Опыт эксплуатации подобных установок демеркаптанизации показывает, что расходная норма катализатора ИВКАЗ составляет порядка 0,1-0,2 г на тонну сырья.

Таблица 9.3

Материальный баланс стадии регенерации раствора КТК

Компоненты	Приход				Расход
	Раствор КТК		Воздух		Раствор КТК		Воздух
	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.
H₂O	3373,215 (3391,075)	91,88 (91,92)	0,69 (1,14)	0,36	3348,085 (3361,78)	90,67 (90,14)	2,56 (4,17)	1,48
NaOH	67,48 (27,78)	1,84 (0,75)			170,92 (144,50)	4,63 (3,87)
ИВКАЗ	0,175	0,005			0,175	0,005
Na₂S	4,31 (43,02)	0,12 (1,17)
CH₃SNa	16,68	0,45
C₂H₅SNa	122,39	3,33
C₃H₇SNa	85,36	2,32			1,28 (0,90)	0,035 (0,024)
RCOONa	1,94	0,055			1,94	0,05
Na₂S₂O₃					2,91 (29,05)	0,08 (0,79)
Na₂SO₄					2,62 (26,11)	0,07 (0,70)
Na₂CO₃					0,21 (0,36)	0,01 (0,01)
CH₃SSCH₃					11,20	0,30	0,002 (0,003)	0,001
C₂H₅SSC₂H₅					88,88	2,41 (2,38)
C₃H₇SSC₃H₇					64,34 (64,64)	1,74 (1,73)
Воздух: N₂+ примеси			148,41 (247,10)	76,50			148,41 (247,10)	85,79 (87,66)
O₂			44,81 (74,61)	23,1			22,02 (30,62)	12,73 (10,86)
CO₂			0,09 (0,15)	0,046
Итого:	3671,55 (368842)	100,00	194,00 (323,00)	100,00	3692,56 (3729,53)	100,00	172,99 (281,89)	100,00

Примечание: В скобках приведены результаты pacчeтa при содержании сероводорода в исходном сырье 0,03 % мас.

3.4. Тепловой баланс стадии регенерации раствора КТК

Оптимальная температура в колонне регенерации К-2 составляет 50-60°С.

Количество теплоты, выделившееся в результате реакции окисления N328:

3Na₂S + 4О₂ + Н₂О -+ Na₂S₂O₃ + Na₂SO₄ + 2NaOH + 650 кДж/моль.

Число молей Na₂S составляет:

Q₁ = 55 • 650 = 35750 кДж/ч

Количество теплоты, выделившееся в результате реакций окисления меркаптидов:

2RSNa + 0,5О₂ + Н₂О = RSSR + 2 NaOH + 67 кДж/моль

Число молей меркаптидов, участвующих в реакции:

Q₂ = (238 + 1457 + 858) • 67 = 171051 кДж/ч

Количество теплоты, приходящее с раствором КТК:

Q₃ = 3671 ,55 • 50 • 4,18 = 767354 кДж/ч

Количество теплоты, приходящее с воздухом:

Q₄ = 194,0 • 25 • 1,011 =4903кДж/ч

Количество теплоты, уносимое с отработанным воздухом:

Q₅ = 172,99 • 50 • 1,011 = 8745 кД ж/ч

Количество теплоты, уносимое с регенерированным раствором КТК:

Q₆ = 3692,56 • t_вых. • 4,18

Поскольку Q_i + Q₂ + Q₃ + Q₄ = Q₅ + Q₆, то

Материальный баланс по II варианту возможного состава сырья приведен в табл. 9.4-9.6.

Таблица 9.4

Материальный баланс стадии экстракции сероводорода и меркаптанов (II вариант)

Компоненты	Приход				Расход
	Газоконденсат		Раствор КТК		Газоконденсат		Раствор КТК
	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.
Углеводороды	62285,81	99,657			62285,81	99,90
H₂S	1,88	0,003			0
CH₃SH	11,81	0,019			0
C₂H₅SH	79,32	0,127			0
С₃Н₇SН	119,34	0,191			59,67	0,10
RCOOH	1,84	0,003			0
Н₂О			3324,825	94,995			3368,625	92,18
NaOH			175,0	5,0			77,68	2,12
ИВКАЗ			0,175	0,005			0,175	0,005
Na₂S							4,31	0,12
CH₃SNa							17,22	0,47
C₂H₅SNa							107,46	2,94
С₃Н₇SNa							76,94	2,11
RCOONa							2,11	0,06
Итого:	62500,00	100,00	3500,00	100,00	62345,48	100,00	3654,52	100,00

Таблица 9.5

Материальный баланс стадии окисления меркаптанов (II вариант)

Компоненты	Приход						Расход
	Газоконденсат		Раствор КТК		Воздух		Газоконденсат		Раствор КТК		Воздух
	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.
Углеводороды	62285,81	99,90					62285,81	99,90
C₃H₇SH	59,67	0,10					23,87	0,04
Н₂О			2001,06	97,995					2005,31	98,00
NaOH			40,84	2,0					40,80	1,993
ИВКАЗ			0,10	0,005					0,10	0,005
C₃H₇SSC₃H₇							35,33	0,06
Na₂CO₃									0,05	0,002
Воздух
N₂ + примеси					30,74	76,854					30,74	84,89
O₂					9,24	23,1					5,47	15,11
СО₂					0,02	0,046
ИТОГО:	62345,48	100,00	2042,00	100,00	40,00	100,00	62345,01	100,00	2046,26	100,00	36,21	100,00

Таблица 9.6

Материальный баланс стадии регенерации раствора КТК (II вариант)

Компоненты	Приход				Расход
	Раствор КТК		Воздух		Раствор КТК		Воздух
	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.	кг/ч	% мас.
Н₂О	3368,625	92,18	0,69	0,36	3345,735	91,08	2,59	1,48
NaOH	77,68	2,12			171,02	4,66
ИВКАЗ	0,175	0,005			0,175	0,005
Na₂S	4,31	0,12
CH₃SNa	17,22	0,47
C₂H₅SNa	107,46	2,94
С₃Н₇SNa	76,94	2,11			0,93	0,025
RCOONa	2,11	0,06			2,11	0,06
Na₂S₂O₃					2,91	0,08
Na₂SO₄					2,62	0,07
Na₂CO₃					0,21	0,01
CH₃SSCH₃					11,56	0,31	0,002	0,001
C₂H₅SSC₂H₅					88,88	2,12
C₃H₇SSC₃H₇					78,03	1,58
Воздух:
N₂ + примеси			148,41	76,50			148,41	84,78
O₂			44,81	23,1			24,05	13,74
CO₂			0,09	0,046
Итого:	3654,52	100,00	194,00	100,00	3673,47	100,00	175,05	100,00

4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА

4.1. Химизм процесса

Таблица 10.1

Стадии и узлы процесса	Стехиометрические уравнения основных и побочных реакций	Термодинамическая характеристика или условия реакции	Источник данных
Стадия приготовления растворов щелочи и катализатора	NaOH + 13Н2О « NaOH-13H2O + q	При растворении одного моля NaOH в 40 молях воды (~ 5 %-ный раствор) выделяется 43 кДж/моль тепла.	[13]
Стадия экстракции сероводорода и C₁-C₂ меркаптанов	1. H2S + 2NaOH ® Na2S + 2Н2О +69,8 кДж/моль 2. RCOOH + NaOH ® RCOONa + Н2О 3. RSH + NaOH « RSNa + H2O + 52,8 кДж/моль	Реакции 1 и 2 необратимые, экзотермические. Реакция 3 обратимая, экзотермическая. При температуре 100°С и выше равновесие реакции сдвигается влево	[9] [10]
Стадия окисления С₃-меркаптанов	2RSH + 0,5 О2 ® RSSR + Н2О + 129 кДж/моль	Реакция необратимая, экзотермическая. Ускорению реакции способствуют повышение температуры, увеличение концентрации катализатора и интенсивности перемешивания
Стадия регенерации раствора КТК	1. 3Na2S +4О2 + Н2О ® Na2S2O3 + Na2SO4 + 2NaOH + 650 кДж/моль 2. 2RSNa + 0,5О2 + Н2О ® RSSR + 2NaOH + 67 кДж/моль	Реакции каталитические, экзотермические. Ускорению реакций способствуют: 1. Повышение температуры. 2. Увеличение давления. 3. 3.Увеличение количества подаваемого воздуха. 4. Увеличение интенсивности перемешивания или степени контактирования. 5. Увеличение концентрации катализатора.	[11-12] Тепловые эффекты реакций рассчитаны, исходя из энтальпий образования веществ [13].

4.2. Химико-технологические основы процесса

Таблица 10.2

Стадии и узлы процесса	Химико-технологические параметры и условия процесса
Стадия приготовления растворов щелочи и катализатора	Е-1,Е-2, Е-3 - емкости, в которые принимается и хранится 42-46 %-ный раствор едкого натра, готовится и хранится 2 %-ный раствор едкого натра и КТК соответственно. При приготовлении раствора NaOH из воды и концентрированного (42-46%-ного) раствора щелочи происходит разогрев раствора, поэтому необходимо интенсивное его перемешивание насосом Н-7. Во избежание замерзания щелочные растворы следует хранить в подогреваемых емкостях, возможность замерзания растворов в трубопроводах должна быть исключена. Насосы для подачи раствора щелочи в технологический процесс должны быть резервированы. Е-4 - емкость, в которой готовится и хранится водный раствор катализатора ИВКАЗ. Перемешивание раствора осуществляется инертным газом (азотом), подаваемым в перфорированную трубу. Возможно механическое перемешивание. Емкость Е-4 необходимо установить в помещении насосной. Катализатор ИВКАЗ представляет собой порошок (пудра) синего цвета, растворимость в воде при 20°С - 0,1 %. В слабощелочном растворе (1-2 % мас.) ИВКАЗ растворяется лучше, чем в воде. Насос для подачи раствора катализатора в технологический процесс должен быть резервирован.
Стадия экстракции сероводорода и С₁-С₂ меркаптанов	СМ-1 - шнековый статический смеситель, представляющий собой трубу с перемешивающим устройством. В смесителе газоконденсат интенсивно смешивается с раствором КТК, в результате чего сероводород переходит из углеводородной фазы в водно-щелочную в виде сульфида, а меркаптаны - в виде меркаптидов натрия. С-1 - горизонтальный сепаратор-отстойник непрерывного действия для разделения смеси КТК и газоконденсата. Разделение отстаиванием происходит под действием силы тяжести при наличии разницы в удельных весах разделяемых жидкостей. Линейная скорость течения жидкости в корпусе аппарата должна быть не более 5-6 мм/с для обеспечения ламинарного режима течения потока, что предупреждает смешение фаз и улучшает процесс отстаивания.
Стадия окисления С₃-меркаптанов	СМ-2 - шнековый статический смеситель, представляющий собой трубу с перемешивающим устройством. В смесителе достигается интенсивное перемешивание газоконденсата с растворами NaOH, катализатора и воздухом, в результате чего происходит окисление С₃ меркаптанов кислородом воздуха до дисульфидов. К-1 - колонна с провальными тарелками дырчатого типа для эффективного перемешивания реакционной смеси. Предназначена для окисления С₃-меркаптанов кислородом воздуха до дисульфидов в присутствии гомогенного катализатора. Окисление происходит в двухфазной системе щелочь-конденсат как на границе раздела фаз, так и в объеме щелочной фазы. Для ввода реакционной смеси в кубовой части аппарата предусмотрено распределительное устройство в виде трубчатого коллектора. С-2 - горизонтальный сепаратор-отстойник для отделения щелочного раствора от газоконденсата с растворенным воздухом. Принцип действия аппарата аналогичен сепаратору С-1. С-3 - горизонтальная емкость для дегазации очищенного стабильного газоконденсата и нефти от растворенных газов за счет снижения давления. Дегазация приводит к снижению упругости очищенного стабильного газоконденсата, которая повышается в процессе окисления пропилмеркаптанов кислородом воздуха. На линии выхода отработанного воздуха предусмотрено каплеотбойное устройство.
Стадия регенерации раствора КТК	К-2 - колонна регенерации КТК - прямоточная, насадочная колонна. Реакционная зона колонны заполнена насадкой из полипропиленовых или металлических колец Палля. Насадка загружается навалом. Колонна оснащена диспергирующим устройством для ввода воздуха. Для увеличения скорости реакции в колонне регенерации поддерживается температура 50°С и давление 0,5 МПа.

5. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Ввиду незначительности отличий в технической характеристике двух вариантов возможного состава сырья, расчеты основных технологических аппаратов проведены с учетом показателей сырья I варианта - смеси стабильного газоконденсата и нефти газоконденсатного месторождения.

5.1. Расчет колонны окисления К-1

Окисление меркаптанов рекомендуется проводить в аппарате колонного типа, снабженном эффективными смесителями, которые обеспечивают хорошее диспергирование капель одной жидкой фазы (КТК) в другой жидкой фазе (газоконденсате). В колонне обе жидкие фазы должны быть распределены по всему сечению аппарата, контакт фаз не должен прерываться по всей рабочей длине колонны. Для этой цели хорошо зарекомендовали себя аппараты с ситчатыми тарелками. В колонну окисления конденсат и КТК поступают в тонкоэмульгирванном состоянии, воздух находится в растворенном состоянии.

Максимальная скорость поступления сырья равна 70 т/ч или 90 м³/ч. С учетом объема подаваемого в К-1 воздуха и раствора КТК, в колонну окисления поступает порядка 95 м³/ч реакционной смеси. На основании лабораторных опытов время пребывания компонентов в реакционной зоне должно составлять около 10 мин. Исходя из этого, объем реактора должен быть равен:

Диаметр реактора рассчитывается по формуле:

где: L - суммарный расход сырья и реагентов, м³/ч;

W = 0,025 м/с - допустимая линейная скорость. Величина принята по данным обследования действующих установок.

Принимаем диаметр аппарата равным 1,2 м.

Объем аппарата равен:

Отсюда высота колонны равна:

Общая высота аппарата составляет 14м.

Расчет диафрагменных смесителей

Для интенсивного перемешивания фаз в колонне монтируют диафрагменные смесители, расположенные друг над другом на расстоянии 0,6 м. Число диафрагменных смесителей равно:

Диафрагменные смесители представляют собой провальные тарелки -диски с отверстиями диаметром d = 12,5 мм, число которых рассчитывается из допустимой скорости потока в отверстиях W_д = 3,24 м/с.

, где S₀-суммарная площадь отверстий м²

Площадь одного отверстия равна:

Число отверстии:

Тарелки необходимо монтировать таким образом, чтобы отверстия соседних тарелок не находились одно над другим, а были смещены.

5.2. Расчет сепаратора-отстойника С-1

Поперечное сечение отстойника выбирают таким, чтобы режим течения жидкости в нем было ламинарным или близким к нему, т.е. линейная скорость w₀ в аппарате должна быть 1¸5 мм/с или 0,001¸0,005 м/с [18].

Примем, что скорость неоднородной системы (газоконденсат + раствор КТК) в отстойнике равна 0,005 м/с. Расход неоднородной системы, проходящей через отстойник, составляет порядка 95 м³/ч или 0,03 м³/с.

Задавшись скоростью неоднородной системы в отстойнике, определяем необходимое сечение аппарата:

Диаметр отстойника равен:

Принимаем диаметр отстойника с запасом D = 3,0 м.

Рабочую длину отстойника рассчитывают, исходя из времени пребывания неоднородной системы, необходимого для отделения раствора КТК от сырья. Время пребывания жидкостей в отстойнике (t) принимаем по опытным данным равным 40 минут. Тогда:

L = W₀·t= 0,005 · 40 · 60= 12м

5.3. Сепаратор-отстойник С-2

Габариты отстойника С-2 принимаем такими же, как и С-1, т.е. D=3,0 м, L=12 м.

5.4. Сепаратор воздуха С-3

Габариты сепаратора принимаем такими же, как и С-1, т.е. D=3,0 м, L=12 м.

5.5. Расчет колонны регенерации К-2

Расчет диаметра колонны регенерации проводим, исходя из пропускной способности аппарата q = 50,0 м³/м²-ч, полученной по данным обследования действующих установок. Поперечное сечение регенератора определяем по формуле:

, где: L - расход раствора КТК на регенерацию, м³/ч;

Q_В - расход воздуха на регенерацию при давлении 0,5 МПа и 50°С, м³/ч.

,где: m - расход воздуха при нормальных условиях, кг/ч;

р - плотность воздуха при 0,5 МПа и 50°С, равная:

кг/м³

м³/ч

м³

Диаметр колонны регенерации принимаем D = 1,0 м.

Высоту колонны Н_р определяем, исходя из необходимого по условиям реакции времени пребывания раствора КТК в колонне. Время пребывания определяется временем окисления меркаптида, который окисляется медленнее всего, и составляет 20 минут или 0,33 ч. Отсюда высота реакционной зоны составляет:

Общую высоту аппарата с учетом высоты кубовой части принимаем 16,0 м.

5.6. Расчет сепаратора воздуха С-4

Сепаратор воздуха подбираем, исходя из допустимой скорости газового потока, по формуле [19]:

, где: p_NaOH - плотность раствора КТК, кг/м³;

р_в - плотность воздуха при 0,5 МПа и 50°С, равная 6,557 кг/м³.

м/с.

Подобрав по ОСТ 26-02-2059-79 газосепаратор сетчатый Тип 1 диаметром 800 мм и высотой 4000 мм, рассчитанный на давление 0,5 МПа, определяем скс рость потока в сепараторе:

, где: Q_В - расход воздуха на регенерацию при давлении 0,5 МПа и 50°С, равный 29,59 м³/ч;

S - площадь поперечного сечения, м²

м/с

Скорость потока воздуха в выбранном сепараторе меньше допустимой, следовательно, данный сепаратор можно рекомендовать в качестве сепаратора воздуха.

5.7. Расчет сепаратора дисульфидов С-5

Для отделения раствора КТК от углеводородного растворителя с дисульфидами в технологической схеме предусмотрен сепаратор-отстойник С-5.

Поперечное сечение сепаратора должно быть таким, чтобы движение жидкости в нем было ламинарным или близким к нему, то есть w₀ = 0,001¸0,005 м/с.

Принимаем, что скорость неоднородной системы "раствор КТК + растворитель с дисульфидами" в сепараторе равна 0,0015 м/с. Время пребывания неоднородной системы в аппарате t равно 1,5 ч (90 минут).

Расход неоднородной системы V составляет примерно 3,5 м³/ч или 0,001 м³/с.

Задавшись скоростью неоднородной системы в сепараторе, определяем необходимое сечение аппарата:

м²

Диаметр сепаратора равен:

Принимаем диаметр сепаратора с запасом и равным 1,2 м. Рабочую длину сепаратора рассчитываем, исходя из времени пребывания неоднородной системы, необходимого для разделения смеси в аппарате: l = 0,0015·60·90 = 8,1 м.

Принимаем длину сепаратора равной 9,0 м.

5.8. Емкости щелочных растворов Е-1. Е-2 и Е-3

Емкость Е-1 предназначена для приема и хранения 42-46 %-ного раствора щелочи. Объем емкости 50 м³.

Емкости Е-2 и Е-3 предназначены для приготовления и хранения 2 %-ногс водного раствора едкого натра и КТК соответственно. Объем емкостей 50 м³ каждая.

Перемешивание жидкости в емкостях осуществляется циркуляционным насосом. Емкости имеют люк диаметром не менее 400 мм для засыпки твердой щелочи в случае её использования.

5.9. Емкость раствора катализатора Е-4

Емкость Е-4 предназначена для приготовления и хранения раствора ИВКАЗ. Среда - 0,03 %-ный раствор ИВКАЗ в воде или 1-2 %-ном растворе едкого натра. Номинальный объем аппарата 4-6 м³. Емкость Е-4 должна располагаться в насосной, оборудованной приточно-вытяжной вентиляцией. Перемешивание ИВКАЗ в емкости осуществляется азотом, поэтому в аппарате должно быть предусмотрено диспергирующее устройство в виде перфорированной трубы, проложенной по дну емкости. Возможно также механическое перемешивание лопастной мешалкой. Емкость должна иметь быстро открывающийся люк диаметром не менее 200 мм для засыпки ИВКАЗ.

5.10. Емкость-сборник насыщенного раствора КТК Е-5

Емкость насыщенного меркаптидами и сульфидом натрия раствора КТК должна иметь достаточный объем, чтобы обеспечить непрерывную 2-х часовую работу секции регенерации. В емкости необходимо предусмотреть перегородку для перелива газоконденсата в случае его попадания в Е-5. Принимаем объем емкости 40м³.

5.11. Подземная емкость Е-6

Подземная емкость должна иметь объем, достаточный для приема циркулирующего в системе раствора КТК и приема подтоварной воды из товарных резервуаров. Принимаем объем емкости 80 м³.

Спецификация технологического оборудования представлена в таблице 11.1.

Таблица 11.1

Спецификация технологического оборудования

Индекс по технологичекой схеме	Наименование оборудования	Диаметр, мм	Высота или длина, мм	P, Мпа	T, °C	Среда
Технологические аппараты
К-1	Колонка окисления	1200	14000	0,5-1,0	40-60	Газоконденсат с C₃меркаптанами, КТК, растворенный воздух
К-2	Колонка регенерации	1000 (1200)*	16000 (18000)*	0,4-0,6	40-60	Раствор КТК, воздух, дисульфиды
С-1	Сепаратор отстойник	3000	12000	0,5-1,0	40-60	Газоконденсат с C₃меркаптанами, раствор КТК насыщенный сульфидами и меркаптидами Na
С-2	Сепаратор отстойник	3000	12000	0,5-1,0	40-60	Очищенный газоконденсат с дисульфидами КТК отработанный воздух
С-3	Сепаратор воздуха	3000	12000	0,2-0,4	30-50	Очищенный газоконденсат с дисульфидами, отработаннй воздух
С-4	Сепаратор воздуха	800	4000	0,4-0,6	40-60	Раствор КТК, воздух, дисульфиды
С-5	Сепаратор дисульфидов	1200	9000	0,3-0,5	40-50	Регенерированный раствор КТК, углеводородный растворитель, дисульфиды
Емкости
Е-1	Емкость 42-46-%-ого рствора NaOH	V=50 м³		атм	15-50	42-46 %-ый водный раствор NaOH
E-2	Емкость 2 %-ого NaOH	V=50 м³		атм	10-50	2 %-ый водный раствор NaOH
Е-3	Емкость КТК	V=50 м³		атм	10-50	5 %-ый водный раствор NaOH с катализатором ИВКАЗ
Е-4	Емкость раствора ИВКАЗ	V=4 м³		атм	20-50	0,03 %-ый водный раствор катализатора ИВКАЗ
Е-5	Емкость-сборник КТК	V=40 м³		0,3-0,5	20-50	Насыщенный сульфидом и меркаптидами натрия раствор КТК
Е-6	Емкость подтоварной воды	V=80 м³		атм.	30-50	0-5 %-ный водный раствор NaOH
Теплообменное оборудование
Т-1	Подогреватель	F=30 м²		до 1,0	Твх = 30 Твых = 50	Раствор КТК
Х-1	Холодильник	F=30 м²		до 1,0	Твх = 50 Твых = 40	Раствор КТК
Насосы
Н-1	Насос подачи сырья	Q=100 м³/ч		1,2		Газоконденсат
Н-2	Насос циркуляции раствора КТК на стадии экстракции	Q = 10 м³/ч		1,2		Раствор КТК
Н-3	Насос подачи раствора NaOH на стадию окисления	Q = 3 м³/ч		1,2		2 %-ный водный раствор NaOH
Н-4	Насос подачи раствора ИВКАЗ	Q = 20 л/ч		1,2		0,03 %-ный водный раствор катализатора ИВКАЗ
Н-5	Насос циркуляции КТК на стадии окисления	Q = 10 м³/ч		1,2		Раствор КТК
Н-6	Насос подачи насыщенного раствора КТК на стадии регенерации	Q = 10 м3/ч		1,0		Насыщенный сульфидом и меркаптидами натрия раствор КТК
Н-7	Насос циркуляции щелочного раствора на стадии приготовления	Q = 10 м3/ч		1,2		2-5 %-ный водный раствор NaOH
Н-8	Насос откачки подтоварной воды	Q = 10 м3/ч		0,5		Слабощелочной раствор
КВ-1	Компрессор воздушный	Q = 200 нм³/ч		1,0		Воздух технологический
Смесители
СМ-1	Статический смеситель			0,5-1,0	40-60	Сырье с сероводородом и меркаптанами, 2-5 %-ный раствор NaOH
СМ-2	Статический смеситель			0,5-1,0	40-60	Сырье с С_3+В-меркаптанами, КТК, воздух
СМ-3	Статический смеситель			0,5-1,0	40-50	КТК с дисульфидами, углеводородный растворитель

6. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ И СМЕСЕЙ

Едкий натр

Едкий натр должен соответствовать ГОСТ 2263-79.

Для едкого натра марки ТХ (твёрдый химический) 2-го сорта:

Внешний вид - чешуированная или плавленая масса белого цвета. Допускается слабая окраска.
Массовая доля едкого натра - не менее 96,0 %.
Температура плавления - 320°С.
Температура кипения - 1378°С.

Возможно использование едкого натра в виде водного раствора концентрацией 42-46 %.

Температура замерзания растворов NaOH зависит от концентрации раствора. При эксплуатации установки демеркаптанизации газоконденсата и нефти в зимних условиях необходимо руководствоваться сведениями о влиянии концентрации раствора NaOH на температуру его замерзания (табл. 12.1).

Таблица 12.1

Влияние концентрации раствора NaOH на температуру его замерзания

Концентрация NaOH, %	Температура замерзания^оС	Концентрация NaOH, %	Температуа замерзания ^оС	Концентрация NaOH, %	Температура замерзания,^оС
5,7	-5,0	22,3	-24,4	32,4	6,0
9,9	-10,0	24,0	-20,0	33,7	10,0
15,8	-20,0	25,0	-17,8	38,8	15,2
19,1	-28,2	26,4	-10,0	44,5	10,0
20,4	-26,0	29,5	0	46,0	4,5

Раствор КТК для экстракции сероводорода и меркаптанов (I ступень)

Состав, % мас

ИВКАЗ

Едкий натр

Вода

Внешний вид

Удельный вес, кг/м³

Температура застывания, °С

Температура кипения, °С

Вязкость при 20°С, сП

0,005

5,0

94,995

Бесцветная жидкость

1054

Минус 4

101

1,34

6.1. Водный раствор катализатора ИВКАЗ

1. Состав, % мас.

· ИВКАЗ

· Вода

2. Внешний вид

3. Удельный вес, кг/м³

4. Температура застывания, °С

5. Температура кипения, °С

Вязкость при 20°С, сП

0,03

99,97

сине-зелёная жидкость

1000

100

1,01

6.2. Катализаторный комплекс (КТК) стадии окисления меркаптанов (II ступень)

1. Состав, % мас.

· ИВКАЗ

· Едкий натр

· Вода

2. Внешний вид

3. Удельный вес, кг/м³

4. Температура застывания, °С

5. Температура кипения, °С

6. Вязкость при 20°С, сП

0,005

2,0

97,995

Сине-зеленная жидкость

1020

минус 1

101

1,15

6.3. Катализатор ИВКАЗ

Катализатор ИВКАЗ представляет собой сложную смесь монои дисульфо-производных тетрахлорфталоцианина кобальта. Это тонко измельченный порошок синего цвета, обладающий сильными красящими свойствами. ИВКАЗ не гигроскопичен, сыпуч, не склонен к комкообразованию, хорошо растворим в слабощелочных водных средах (1-2 % мас.), в воде.

Эмпирическая формула: C₃₂H₁₄N₈O_xS_yCI₄-_zCo.

Молекулярная масса - 868,9.

Массовая доля основного вещества - не менее 40 %

Массовая доля нерастворимых в 1% растворе NaOH веществ - не более 2 %

Массовая доля воды - не более 3 %

Наряду с катализатором ИВКАЗ может применяться натриевая соль дисульфофталоцианина кобальта (ДСФК).

6.4. Воздух

1. Плотность при 0°С и 760 мм рт.ст., кг/м³

2. Содержание СО₂, % мас.

3. Критическая температура, °С

4. Критическое давление, МПа

5. Вязкость при 20°С, сП

6. Средняя удельная теплоемкость при 0-100°С и 760 мм рт.ст., кДж/(кг-К)

1,2929

0,046

- 140,7

3,77

1,81 · 10^-4

1,011

6.5. Дисульфиды

Дисульфиды представляют собой смесь, состоящую в основном из диметилдисульфида, диэтилдисульфида и диизопропилдисульфида.

6.6. Диметилдисульфид

1. Удельный вес при 20°С, кг/м³

2. Температура плавления, °С

3. Температура кипения, °С

4. Вязкость при 20°С, мПас

5. Упругость паров при 20°С, мм рт.ст.

6. Теплоемкость при 25°С, кал/град·моль

7. Поверхностное натяжение при 20°С, дин·см^-1

1062,3

-84,69

109,74

0,62

22,54

33,6

6.7. Диэтилдисульфид

1. Удельный вес при 20°С, кг/м³

2. Температура плавления, °С

3. Температура кипения, °С

Теплоемкость при 25°С, кал/град·моль

993,3

-101,46

154

33,78

6.8. Диизопропилдисульфид

1. Удельный вес при 20°С, кг/м³

2. Температура плавления, °С

Температура кипения, °С

942,7

- 69,08

177,2

7. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУКЦИИ И МАТЕРИАЛЬНОМУ ОФОРМЛЕНИЮ ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Особые специфические требования к конструкции технологического оборудования не предъявляются. Все аппараты, теплообменники и насосы могут быть подобраны из типовых и нормализованных конструкций, а также из имеющегося на ОГПЗ оборудования.

Ниже приводятся описания, и эскизы некоторых аппаратов, внутренние устройства которых требуют пояснения.

7.1. Шнековый статический смеситель СМ-1. СМ-2 (рис. 13.1)

Шнековый статический смеситель представляет собой горизонтальную трубу длиной 3 м и диаметром 0,08 м с фланцами и со вставленными внутрь трубы шестью отдельными секциями шнека. Секции шнека монтируются внутри трубы таким образом, чтобы одна секция закручивала поток жидкости в одну сторону, а последующая секция - в противоположную. За счет повторяющегося изменения направления вращения потока достигается эффективное перемешивание раствора КТК с газоконденсатом.

Статические смесители заводского изготовления могут быть поставлены компанией KOCH-Glitsh (номер телефона в Москве (095) 9565658, факс (095) 9565660).

7.2. Колонна окисления К-1 (рис. 13.2)

Колонна окисления предназначена для проведения реакции окисления меркаптанов, содержащихся в газоконденсате, кислородом воздуха до дисульфидов в присутствии катализатора.

Для эффективного перемешивания реакционной смеси в колонне К-1 монтируются диафрагменные смесители, представляющие собой дырчатые провальные тарелки с отверстиями диаметром 12,5 мм. Тарелки необходимо монтировать на расстоянии 600 мм друг от друга таким образом, чтобы отверстия соседних тарелок не находились одно под другим, а были смещены.

Для измерения температуры в колонне окисления необходимо предусмотреть карманы для термопар в кубовой и верхней зонах. В кубовой части аппарата необходимо предусмотреть распределительное устройство, которое может быть выполнено в виде перфорированного трубчатого коллектора.

7.3. Сепаратор-отстойник С-1. С-2 (рис. 13.3)

Отстойник должен обеспечивать разделение смеси конденсат - раствор КТК. Для предотвращения возмущения жидкости в отстойнике струей эмульсии, поступающей в аппарат, ввод смеси в отстойник рекомендуется осуществлять через трубу D=150 мм, опущенную до дна и имеющую прорезь размером 15x2200 мм, направленную к стенкам ёмкости. В нижней части отстойника предусмотрен карман для стока раствора КТК, снабженный уровнемером. На выходе газоконденсата из отстойника предусмотрена каплеотбойная насадка.

7.4. Колонна регенерации К-2 (рис. 13.4)

Колонна регенерации К-2 представляет собой насадочную прямоточную колонну для окисления сульфида и меркаптидов натрия кислородом воздуха в присутствии катализатора ИВКАЗ.

Реакционная зона колонны регенерации заполнена массообменной насадкой, в качестве которой могут быть использованы кольца Палля, выполненные из химически стойкого в сернисто-щелочной среде материала (полипропиленовые, стальные и т.п.). Кольца загружаются навалом в один слой по высоте реакционной зоны. Колонна оснащена опорной решеткой, выдерживающей вес насадки.

Для измерения температуры в колонне регенерации К-2 необходимо предусмотреть карманы для термопар в кубе и верхней части колонны. Для равномерного распределения воздуха по сечению необходимо смонтировать эффективный диспергатор - перфорированный трубчатый коллектор.

7.5. Сепаратор-дисульфидов С-5 (рис. 13.5)

Сепаратор-отстойник дисульфидов должен обеспечивать эффективное разделение смеси КТК - растворитель с дисульфидами и 1,5 часовой отстой. Для разрушения эмульсии и улучшения разделения в аппарате необходимо предусмотреть насадку из угля антрацита с размером частиц 3-4 мм. Уголь антрацит перед загрузкой в сепаратор необходимо просеять через проволочное сито. По крайней мере, 95 % антрацита должно пройти через сито с квадратными отверстиями 5x5 мм и 100 % угля должно задерживаться на проволочном сите с квадратными отверстиями 3x3 мм. Уголь антрацит загружается через верхний люк аппарата, а выгружается через нижний. В сепаратор монтируются два колосника, к которым проволокой крепятся два слоя сетки из стали с размером отверстий 2x2 мм.

Таблица 13.1

Рекомендации по материальному оформлению основного оборудования технологического процесса

Наименование оборудования	Характеристика технологического процесса и среды	Парамететры процесса		Испытанные материалы	Коррозионная стойкость испытанных материалов, мм/год	Ссылка на источник литературы или отчёт	Рекомендуемые химически стойкие материалы
Наименование оборудования	Характеристика технологического процесса и среды	Температура, °С	Давление, МПа	Испытанные материалы	Коррозионная стойкость испытанных материалов, мм/год	Ссылка на источник литературы или отчёт	Рекомендуемые химически стойкие материалы
Ёмкости щелочного раствора Е-1, Е-2, Е-3, Е-б	Приготовление и хранение 2,0-46,0 %-ного раствора NaOH.	10-50	атм	Углеродистая сталь	0,025	[14]	ВСтЗсп Прибавка на коррозию 2 мм
Емкость-сборник раствора КТК Е-5	Сбор насыщенного сульфидом и меркапти-дами раствора КТК	20-50	0,3	Углеродистая сталь	0,025	[14]	ВСтЗсп Прибавка на коррозию 2 мм
Ёмкость раствора катализатора Е-4	Приготовление 0,03 %-ного водного раствора ИВКАЗ.	20-50	атм.	Углеродистая сталь	0,1	[15]	ВСтЗсп Прибавка на коррозию 1 мм
Смеситель СМ-1	Перемешивание сырья и раствора КТК. Газоконденсат с сероводородом и меркаптанами. Катализаторный комплекс.	50	0,8	Углеродистая сталь	0,025	[14]	ВСтЗсп Прибавка на коррозию 2 мм
Смеситель СМ-2	Перемешивание конденсата, КТК и воздуха. Газоконденсат с меркаптанами. КТК, воздух.	50	0,8	Углеродистая сталь	0,025	[14]	ВСтЗсп Прибавка на коррозию 2 мм
Колонна окисления К-1	Окисление С3-меркапта-нов. Газоконденсат с С3+в меркаптанами, КТК, растворённый воздух.	50	0,8	Углеродистая сталь	0,025	[14]	ВСтЗсп Прибавка на коррозию 2 мм Термообработка
Сепаратор-отстойник С-1	Отделение насыщенного раствора КТК от газоконденсата. Газоконденсат с С3+в меркаптанами и КТК с сульфидом и меркаптидами натрия.	50	0,8	Углеродистая сталь	0,025	[14]	ВСтЗсп Прибавка на коррозию 2 мм
Сепаратор-отстойник С-2	Отделение конденсата с растворенным воздухом от раствора КТК. Газоконденсат с дисульфидами, растворенный воздух, раствор КТК	50	0,8	Углеродистая сталь	0,025	[14]	ВСтЗсп Прибавка на коррозию 2 мм
Сепаратор воздуха С-3	Отделение воздуха от газоконденсата. Отработанный воздух, очищенный конденсат с растворенными ди- сульфидами, азот.	40	0,3	Углеродистая сталь	0,025	[14]	ВСтЗсп Прибавка на коррозию 2 мм
Колонна регенерации К-2	Окисление сульфида и меркаптидов натрия до дисульфидов. Раствор КТК, сульфид и меркаптиды натрия, дисульфиды, технологический воздух.	50	0,5	Углеродистая сталь	0,025	[14]	ВСтЗсп Прибавка на коррозию 2 мм Термообработка
Сепаратор воздуха С-4	Отделение воздуха от КТК с дисульфидами. КТК, отработанный воз- дух, дисульфиды.	50	0,5	Углеродистая сталь	0,025	[14]	ВСтЗсп Прибавка на коррозию 2 мм
Смеситель СМ-3	Смешивание КТК с углеводородным растворителем. Раствор КТК, RSSR, растворитель.	45	0,45	Углеродистая сталь	0,025	[14]	ВСтЗсп Прибавка на коррозию 2 мм
Сепаратор дисульфидов С-5	Отделение растворителя с дисульфидами от раствора КТК. Регенерированный раствор КТК, растворитель, смесь дисульфидов.	45	0,45	Углеродистая сталь	0,025	[14]	ВСтЗсп Прибавка на коррозию 1 мм
Подогреватель Т-1	Подогрев раствора КТК В трубах – КТК В межтрубном пространстве - пар 3 ати.	50	До 1,0	Углеродистая сталь	0,125 при 60°С с 30 %-ным раствором; 0,2 при 80°С с 30 %-ным раствором	[16] [17]	Корпус - ВСтЗсп Прибавка на коррозию 2 мм. Трубы - Ст.20. Термообработка
Холодильник Х-1	Охлаждение регенерированного раствора КТК. В трубах - вода. В межтрубном пространстве - раствор КТК.	50	До 1,0	Углеродистая сталь	0,125 при 60°С с 30 %-ным раствором	[16]	Корпус ВстЗсп Прибавка на коррозию 2 мм. Трубы - Ст.20

Примечание: 1. В качестве материала для оборудования запрещается использовать алюминий и сплавы на его основе, а также сталь марки 16ГС по причине химической нестойкости данных материалов в сернисто-щелочной среде.

В качестве материала для оборудования наряду с углеродистой сталью ВСтЗсп можно использовать низколегированную сталь марки 09Г2С.

8. Контроль и управление производством

8.1. . Аналитический контроль технологического процесса

Контроль процесса очистки газоконденсата от сероводорода и низкомолекулярных меркаптанов осуществляется путем отбора проб из пробоотборных точек, отмеченных на технологической схеме символом S в круге.

Пробоотборные точки должны быть оборудованы в удобном и доступном для отбора проб месте, не должны содержать длинных участков труб во избежание образования застойных зон. Точки отбора проб должны быть оборудованы защитными устройствами для предотвращения разбрызгивания сырья и растворов. Поскольку при отборе проб первые порции отбираемой жидкости не должны попасть в пробоотборное устройство, следует предусмотреть емкость для сбора дренажной жидкости или слив в канализацию. Пробы отбираются через специальные вентили в толстостенные стеклянные емкости объемом 100¸500 мл с полиэтиленовой или фторопластовой пробкой. Для отбора проб газоконденсата можно применять стеклянные колбы с притертой пробкой.

Эскиз пробоотборной точки приведен рисунке 14.1.

Перечень точек отбора, контролируемые параметры, периодичность контроля, ссылки на методики анализа приведены в таблице14.1.

Наименование объекта контроля, точка отбора пробы, пробоотборное устройство	Контролируемы параметр, единица измерения	Периодичность контроля	Норматив параметра	НТД на методику выполнения измерения	Управляющее воздействие на процесс	Описание опасных последствий отклонения параметра
Стабильный газоконденсат (исходный) Трубопровод на входе на установку Вентиль ½” Колба с притертой пробкой объемом 100 мл.	1. Содержание сероводорода, % мас.	1 раз в сутки	Не более 0,003	ГОСТ 17323-71	Улучшить работу узла стабилизации конденсата	Превышение норматива ведет к увеличению расхода щелочи
	2. Содержание меркаптановой серы % мас.	1 раз в сутки	0,3-0,5	ГОСТ 17323-71		Превышение норматива приведет е снижению эффективности очистки
	3. Содержание меркаптанов С₁-С₃ в расчете на серу, % мас.	По требованию	Не более 0,2	ГОСТ Р 50802-95		Превышение норматива приведет е снижению эффективности очистки
	4. Содержание воды, % мас.	По требованию	Не более 0,5	ГОСТ 2477-65	Улучшить отделение сырья от пластовой воды	Ухудшение качества демеркаптанизации.
Стабильный газоконденсат (очищенный) На трубопроводе выхода очищенного конденсата Вентиль ½” Колба с притертой пробкой объемом 100 мл.	1 Содержание сероводорода, % мас.	1 раз в сутки	Не более 0,001	ГОСТ 17323-71	Повысить расход раствора щелочи	При превышении норматива не достигается соответствие требованиям, предъявляемым к очищенному конденсату.
	2. Содержание меркаптанов C₁-C₂ в расчете на серу, %мас.	1 раз в сутки	Не более 0,002	ГОСТ Р 50802-95	Возможные причины: 1. Низкая скорость подачи щелочного раствора и катализатора – поднять циркуляцию до нормы 2. Низкая концентрация щелочи – подпитать систему крепкой щелочью 3. Низкая эффективность перемешивания – провести ревизию смесителей СМ-1 и СМ-2	При превышении норматива не достигается соответствие требованиям, предъявляемым к очищенному конденсату
	3. Содержание воды, % мас.	По требованию	Не более 0,5	ГОСТ 2477-65		При превышении норматива не достигается соответствие требованиям, предъявляемым к очищенному конденсату
	4. Содержание NaOH, % мас.	По требованию	0-1	Объемное титрование		При превышении норматива не достигается соответствие требованиям, предъявляемым к очищенному конденсату
Растворы щелочи из Е-2, Е-3 Вентиль ½” Толстостенная колба с пробкой объемом 100 мл	1. Плотность кг/м³	1 раз при приготовлении	1021-1054 при 20 °C	ГОСТ 18995.1-73	Добавить 42-46%-ый раствор NaOH или воду	Ухудшение качества демеркаптанизиции
	2. Содержание NaOH, %мас.	1 раз при приготовлении	2-5	Объемное титрование	Добавить 42-46%-ый раствор NaOH или воду	Ухудшение качества демеркаптанизиции
Раствор щелочи (свежей) из Е-1	Содержание NaOH, %мас.	По требованию	42-46	Объемное титрование
Насыщенный раствор КТК на регенерацию На трубопроводе после Е-5 Вентиль ½” Толстостенная колба с пробкой объемом 100 мл	Содержание сульфидной и меркаптидной серы, % мас.	1 раз в сутки	Не нормируется	ГОСТ 22985-90	При постоянном увеличении меркаптидной серы обратить внимание на регенерацию раствора КТК
Регенерированный раствор КТК на трубопроводе после С-5 Вентиль ½” Толстостенная колба с пробкой объемом 100 мл	1. Содержание меркаптидной серы, % мас.	1 раз в сутки	0,01	ГОСТ 22985-90	1. Увеличить количество подаваемого в колонну регенерации воздуха. 2. увеличить температуру в К-2 до 50 °C и давление до 0,5 МПа. 3. подкачать в систему катализатор ИВКАЗ до 0,005 % мас.	Превышение норматива – следствие недостаточной регенерации раствора КТК
	2. Содержание NaOH, % мас.	1 раз в сутки	Не менее 2	Объемное титрование	Подкачать в систему едкий натр о концентрации 2-5 % мас.	Снижение концентрации щелочи ниже 2 % мас. приводит к снижению степени очистки.
Раствор КТК (стадия окисления) На трбопроводе после С-2 Вентиль ½” Толстостенная колба с пробкой объемом 100 мл	1. Содержание меркаптидной серы, % мас.	1 раз в сутки	0,01	ГОСТ 22985-90	1. увеличить количество подаваемого в смесительСМ-2 воздуха. 2. Увеличить температуру в К-1 до 50 °C и давление до 0,8 МПа. 3. Подкачать в систему катализатор ИВКАЗ до 0,005 %мас.	Превышение норматива – следствие недостаточной очистки конденсата на первой ступени.
	2. Содержание NaOH, % мас.	1 раз в сутки	Не менее 1	Объемное титрование	Подкачать в систему едкий натр до концентрации 2 % мас.	Снижение концентрации щелочи ниже 1 % мас. приводит к уменьшению степени очистки
Раствор катализатора ИВКАЗ из Е-4 Вентиль ½” Толстостенная колба с пробкой объемом 100 мл	Содержание катализатора ИВКАЗ, % мас.	1 раз при приготовлении	0,03±0,002	По величине навески введенного катализатора.
Обработанный воздух (стадия регенерации КТК) На трубопроводе после С-4	1. Содержание сероводорода, % мас.	По требованию	Не нормируется	ГОСТ 22985-90
	2. Содержание меркаптановой серы, % мас.	По требованию	Не нормируется	ГОСТ 22985-90
	3. Содержание углеводородов, % мас.	По требованию	Не нормируется	Газохроматографический метод

Примечание: Во время пуска и освоения процесса (1-3 месяца) периодичность всех проб и анализов увеличивается, согласно особого графика.

Таблица 14.2

14.2. Автоматизированный контроль параметров технологического процесса

Объект контроля, контролируемый параметр, единица измерения	Диапазон варьирован ия параметра		Допускаемая погрешность из-мерения	Требуемая точность сигнализации	Необходимость сигнализации и блокировки	Описание опасных последствий отклонений параметра
	полный	рабочий	Допускаемая погрешность из-мерения	Требуемая точность сигнализации	Необходимость сигнализации и блокировки	Описание опасных последствий отклонений параметра
Секция приготовления растворов щелочи и катализатора
Измерение уровня жидкости в емкостях Е-1, Е-2, Е-3, Е-4	по всей высоте		± 10 мм	± 10 мм	Сигнализация при снижении уровня растворов в емкостях ниже 10 % по объёму.	Опасность прекращения подачи растворов на установку демер-каптанизации.
Измерение температуры жидкости в емкостях Е-1, Е-2, Е-3, Е-4, °С	15-50	20	±2°С		Сигнализация при снижении температуры ниже 15°С	Замерзание растворов при низкой температуре
Секция экстракции сероводорода и Cr-Cg меркаптанов
Регулирование расхода газоконденсата в СМ-1, м3/ч	40-90	80	±2%	±5%	Сигнализация при значительном (на 30 %) снижении нагрузки.
Измерение температуры газоконденсата на входе в СМ-1, °	40-60	50	±2°С			Уменьшение температуры ниже 40°С ведет к отложению парафинов. Увеличение температуры выше 60°С приведет к ухудшению экстракции.
Регулирование расхода раствора КТКвСМ-1, м3/ч	3-4	3,5	±2%	±5%	Сигнализация при падении расхода на 10 %.	Уменьшение расхода раствора КТК приводит к ухудшению очистки сырья. Увеличение расхода ведет к уменьшению времени отстоя в С-5.
Регулирование уровня раздела фаз в сепараторе С-1	по всей высоте кармана		± 50 мм	± 50 мм	Сигнализация при понижении уровня ниже 10 % высоты кармана.	Переполнение С-1 газоконденсатом и его попадание в Е-5.
Секция окисленияСз-меркаптанов
Регулирование расхода щелочи от Н-3 в СМ-2, м3/ч	1	0,5	± 2 %
Регулирование расхода раствора катализатора в К-2, л/ч	1-20	5	±2%
Регулирование расхода раствора катализатора в СМ-2, л/ч	1-20	15	±2%	± 2,5 %	Сигнализация при падении расхода на 10 %.	Уменьшение скорости реакции окисления, неполное окисление С3-меркаптанов.
Регулирование расхода циркулирующего КТК в СМ-2, м3/ч	2-3	2	±2%	± 2,5 %	Сигнализация при падении расхода на 10 %.	Уменьшение скорости реакции окисления, неполное окисление С3-меркаптанов.
Регулирование расхода воздуха в СМ-2, нм3/ч	10-50	30	±2%	±2%	Сигнализация при падении расхода на 10 %.	Уменьшение скорости реакции окисления, неполное окисление С3-меркаптанов.
Регулирование давления в колонне окисления К-1, МПа	0,7-1,0	0,8	±2%	±5%	Сигнализация при падении давления до 7,5 МПа.	Снижение давления ведет к неполному растворению воздуха и уменьшению скорости реакции окисления С3- меркаптанов
Измерение температуры в нижней и верхней зоне колонны окисления К-1, °С	40-60	50	±2°С			Снижение температуры ниже 40°С ведет к неполному окислению Сз-меркаптанов.
Измерение уровня раздела фаз в сепараторе С-2	По всей высоте кармана		± 50 мм	± 50 мм	Сигнализация при понижении уровня ниже 10 % высоты кармана.
Регулирование уровня газоконденсата в сепараторе С-3	по всей высоте емкости		± 50 мм	± 50 мм	Сигнализация при повышении уровня выше 90 % шкалы прибора.	Повышение уровня конденсата может привести к его попаданию в печь вместе с отработанным воздухом.
Регулирование давления в сепараторе С-3, МПа	0,2-0,4	0,3	±2%	±5%	Сигнализация при падении давления на 0,01 МПа.	Понижение давления нарушит режим самотека конденсата.
Регулирование расхода азота в С-3, нм3/ч	50-150	100	±2%
Измерение температуры конденсата после С-3, °С	20-60	ниже 40	±2°С
Измерение уровня в емкости Е-6	по всей высоте		± 10 мм
Секция регенерации раствора КТК
Измерение уровня раствора КТК в емкости Е-5	по всей высоте		± 10 мм	± 10 мм	Сигнализация при снижении уровня раствора в емкости ниже 10 % по объёму.	Опасность прекращения подачи раствора КТК в колонну регенерации.
Измерение температуры раствора КТК в емкости Е-5, °С	20-50	40	±2°С			Замерзание растворов при минусовой температуре.
Регулирование давления в Е-5, МПа	0,3-0,5	0,3	2%
Регулирование расхода раствора КТК в К-2, м3/ч	3-4	3,5	±2%
Регулирование температуры раствора КТК на выходе из Т-1, °С	50-60	50	±2°С			Уменьшение температуры ниже 50°С ведет к снижению скорости регенерации. Увеличение температуры выше 60°С приведет к разрушению катализатора ИВКАЗ.
Измерение температуры верха и низа в К-2, °С	50-60	50	±2°С			Снижение температуры ниже 50°С ведет к неполной регенерации раствора КТК. Повышение температуры выше 60°С ведет к разрушению катализатора ИВКАЗ.
Регулирование расхода воздуха в К-2, нм3/ч	100-200	150	±2%			Недостаток воздуха ведет к ухудшению регенерации КТК.
Регулирование давления в колонне регенерации К-2, МПа	0,4-0,6	0,5	±2%			Снижение давления ниже 0,5 МПа ведет кнедостаточной регенерации КТК.
Регулирование уровня раздела фаз в сепараторе С-4, % высоты аппарата	0-60	10-30	50 мм	50 мм	Сигнализация при повышении уровня выше 90 % шкалы прибора	Увеличение уровня раствора КТК в С-4 выше допустимого может привести к попаданию КТК в печь вместе с отработанным воздухом -
Регулирование расхода бензиновой фракции в СМ-3, м3/ч	0,05-0,15	0,1	±2%
Измерение уровня раздела фаз в сепараторе С-5, % высоты емкости	10-80	20-70				Низкий уровень КТК в С-5 может привести к попаданию RSSR на стадию экстракции и увеличить содержание общей серы в очищаемом сырье.
Регулирование давления в сепараторе С-5, МПа	0,3-0,5	0,45	±2%
Регулирование температуры раствора КТК на выходе из холодильника Х-1, °С	50	40	±2°С			Увеличение температуры раствора КТК выше 50°С ведет к ухудшению очистки.

Примечание: 1. В емкостях Е-1, Е-2, Е-3, Е-4, Е-5, Е-6, аппаратах С-1.С-2, С-3, С-4 необходимо указатель уровня вывести на наружную сторону обечайки для визуального контроля уровня.

9. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ, ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ САНИТАРИЯ И ПОЖАРНАЯ ПРОФИЛАКТИКА

9.1. . Сведения о пожаровзрывоопасных и токсических свойствах веществ

Процесс демеркаптанизации является пожаро – и взрывоопасным, так как связан с переработкой взрывопожароопасных сред. Веществами, определяющими пожаровзрывоопасность установки, являются углеводороды, пары которых в смеси с кислородом воздуха образуют смеси, взрывающиеся при наличии огня или искры.

Установка относится к вредному для здоровья обслуживающего персонала производству, так как связана с переработкой смеси газового конденсата и нефти, в составе которой имеется сероводород и меркаптаны, обладающие токсическими действиями на организм человека, а также с применением растворов едкого натра.

Сведения о пожароопасных и токсических свойствах исходных, промежуточных и конечных продуктов и классов опасности приводиться в таблице 15.1 в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 и ГОСТ 12.1.007-76.

9.2. . Категория и группа взрывоопасных смесей

Категория и группа взрывоопасных смесей приводятся в таблице 15.1 в соответствии с ГОСТ 12.1.011-78.

9.3. .Общие требования безопасности к производственному процессу и мероприятия по их обеспечению

Безопасная работа установки зависит от строгого соблюдения требования и правил техники безопасности, правил Госгортехнадзора и технологического режима в соответствии с нормами технологического регламента.

Организация и проведение технологического процесса должны предусматривать:

Обучение технологического персонала безопасным приемам труда.
Устранение непосредственного контакта работающих с сырьем, реагентами готовой продукции и отходами производства, оказывающими вредное действие на организм человека.
Автоматизация управления технологическим процессом и операциями, оборудование всех стадий процесса контрольно-измерительными приборами по месту или с выводом на щит управления в операторную.

Таблица 15.1

Сведения о пожароопасных и токсических свойствах веществ

Показатель	Стабильный газоконденсат	Едкий натр	Сероводород	Метил-меркаптан	Этил-меркаптан	Диметил-дисульфид	Диэтил-дисульфид	ИВКАЗ
Группа горючести	Горючее	Негорючее	Горючее	Горючее	Горючее	Горючее	Горючее	Горючее
Температура вспышки, °C	-44		-60	-31	25	16
Температура воспламенения, °C								410
Температура самовоспламенения, °C	345		246		299	300		605
ПДК_р.з., мг/м³ (в смеси с углеводородами)	300	0,5	10,0 (3,0)	0,8	1,0	1,5		5,0
Концентрационные пределы взрываемости, % об.
нижний	0,9		4,3	4,03	2,56	1,1	1,29
верхний	5,1		46,0	12,2	8,54	16,1	4,71
Класс опасности вредных веществ (в смеси с углеводородами)	4	2	2 (3)	2	2	3		4
Категория и группа взрывоопасных смесей	IIA-T3		IIB-T3	IIA-T2	IIA-T3	IIA-T3

Примечание: катализатор ИВКАЗ обладает красящим свойством и слабым кожно-раздражающим действием, ЛД₅₀-8300±780 мг/кг. Не обладает кожно-резорбтивным и раздражающим действием на слизистую глаз. Аллергенные и кумулятивные свойства в опытах на животных не выявлены. Расчетный ОБУВ в воздухе рабочей зоны производственных помещений — 10,0 мг/м³ [20,21].

Герметизацию оборудования. Во избежание утечек щелочного раствора на всех аппаратах и трубопроводах, соприкасающихся с раствором щелочи, необходимо использовать стальную запорную и регулирующую арматуру с паронитовыми прокладками. Прокладки и детали из алюминия и цветных металлов не допустимы, т.к. они в щелочной среде разрушаются!!!
Систему контроля и управления технологическим процессом, снабжение световой и звуковой сигнализацией, а также блокировками.
Защиту аппаратуры от превышения давления системой предохранительных клапанов, разрывных мембран, арматуры.
Снабжение площадки и насосной электрическим освещением во взрывобезопасном исполнении.
Оборудование помещений приточно-вытяжной вентиляцией.
Контроль над состоянием аппаратуры, оборудование трубопроводов, насосного хозяйства установки, своевременное устранение неполадок, которые могут привести к аварии или несчастному случаю.
Периодическую проверку работы дренажных систем.
Периодическую проверку на проходимость проотборных устройств, линий водяной системы, паровых стояков, системы пожаротушения. Отогревание замерзших участков трубопроводов можно производить только паром или горячей водой. Отогреваемый участок должен быть отключен от работающей системы, визуально обследован на предмет отсутсвия разрывов и разрушения целостности оборудования. При отогревании дренажи и воздушники должны быть закрыты.
Обогрев в зимнее время КИП, установленных вне помещения.
В зимних условиях территория установки, подъезды к ней, лестницы, площадки для обслуживания оборудования и переходы должны быть очищены от снега и льда, дорожки посыпаны песком.

Основные причины могущие повлечь за собой аварийные ситуации

прекращение подачи электроэнергии приводит к остановке электродвигателей насосов, вентиляторов, к отключению воздушного компрессора, схем сигнализации и блокировки, приточно-вытяжной вентиляции, прекращается питание контрольно-измерительных приборов, отключается электроосвещение;
прекращение подачи воздуха КИП ведет к прекращению работы системы контрльно-измерительных приборов и автоматики, переходу на ручное управление технологическим процессом в случае непродолжительного (1 час) времени отключении воздуха. При этом контроль над параметрами технологического режима должен вестись по первичным расходомерам, термометрам, мерных стеклам. Длителное прекращение подачи воздуха КИП приводит к нормальной остановке установки;
прекращение подачи промышленной воды может привести к нарушению режима работы аппаратов, холодильников, нагреву подшипников и торцевых уплотнений насосов;
прекращение подачи пара в пароспутники может повлечь за собой замерзание растворов в щелочи в трубопроводах в зимнее время, закупорку и повышение давления в трубопроводах и аппаратах, что может привести к подрыву предохранительных клапанов и аварийной остановке установки.
повышение давление и температуры в аппаратах выше допустимых норм может вызвать нарушение целостности аппаратов и трубопроводов, разгерметизацию системы и, как следствие, выброс газоконденсата, пожар, загазованность, взрыв или иные явления, опасные для эксплуатации установки.

9.4. . Взрывобезопасность

С точки зрения взрывобезопасности основную опасность представляет смесь воздуха и паров углеводородов во взрывоопасной концентрации. Для предотвращения образования такой взрывоопасной среды на установке исключены все большие свободные объемы, где могли бы скапливаться пары углеводородов.

Для предотвращения образования взрывоопасных концентраций паров углеводородов с воздухом и взрывопредупреждения:

исключить образование загазованности рабочих помещений и территории производства взрывоопасными парами при утечки их через неплотности фланцевых соединений сальниковых уплотнений, сварных швов при коррозии аппаратуры с образованием сквозных отверстий, при разливе легковоспламеняющихся жидкостей, а также при разборке не подготовленных к ремонту аппаратов и трубопроводов;
обеспечить соблюдение норм технологического режима работы оборудования и мер безопасности предусмотренных технологическим регламентов;
обеспечить полное удаление воздуха из аппаратов и трубопроводов перед включением их в работу;
следить за исправностью технологического оборудования, средств контроля и автоматики, предохранительных клапанов, электрооборудования, а также средств защиты от статического электричества и грозозащиты;
предусмотреть установку пламегасителей;
выполнить искусственное освещение во взрывобезопасном исполнении;
производить ремонтные работы на территории установки с применением открытого огня согласно условиям безопасности ведения огневых работ;
производить все ремонтные работы инструментами, исключающими образование искры при ударе.

В целом присутствие воздуха и углеводородов в оборудовании процесса считается не более опасным, чем прочие случаи присутствия воздуха и углеводородных паров на нефте- или газоперерабатывающем заводе.

9.5. Пожарная безопасность

Для тушения пожара на установке используются следующие средства пожаротушения:

паровые стояки;
лафетные стволы;
пожарные рукава;
пожарные гидранты;
пенные и углекислотные огнетушители;
пожарные машины;
ящики с песком, порошкообразные материалы, кошма, лопаты, багры, ломы, носилки.

Все средства пожаротушения должны быть проверены и постоянно находиться в исправном состоянии.

При небольших очагах возгорания используют огнетушители ОВП-10, паротушение. При тушении интенсивного очага пожара используется пенотушение. При загорании электродвигателей и прочего электрооборудования используются углекислотные огнетушители.

9.6. . Статическое электричество

Нефть и конденсаты обладая низкой электропроводностью, являются диэлектриками. Поэтому при движении по трубопроводам, сливах и наливах, при поступлении в аппарат в виде падающей струи, перемещении в смесителях и т.п. они способны накапливать электрические заряды на поверхности или в объеме вещества, что может привести к разрядам статического электричества. Электрические разряды с энергией 0,2-0,3 кДж уже могут воспламенить смеси паров некоторых углеводородов с воздухом. При относительной влажности воздуха 60-80% электризация в ряде технологических процессов настолько ослабевает что может считаться безопасной.

Предотвращение накопление разрядов на оборудовании достигается заземление всех металлических частей, на которых могут появиться заряды (аппараты, резервуары, трубопроводы и т.д.), по существующим нормам и правилам.

9.7. . Рекомендации по индивидуальным средствам защиты работающих

Индивидуальные средства защиты предназначены для защиты:

кожного покрова (спецодежда, спецобувь, перчатки, рукавицы);
головы (каски, шлемы);
органов дыхания (фильтрующие промышленные противогазы, шланговые противогазы, воздушно-дыхательные аппараты, респираторы, изолирующие средства);
органов зрения (защитные очки, маски);
органов слуха (антифоны, противошумы),

а также для предупреждения электротравм (электрозащитные средства) и падения с высоты (предохранительные пояса).

Защитная спецодежда и приспособления выдаются только тем рабочим и служащим, для которых выдача спецодежды, спецобуви и предохранительных приспособлений предусмотрена отраслевыми нормами. Выдаваемая спецодежда и спецобувь должна соответствовать размеру и росту работающего, не должна стеснять движения работника во время работы.

В качестве основной защитной спецодежды используются хлопчатобумажные костюмы (куртка и брюки) или комбинезон. При работе со щелочами удобнее всего использовать костюмы из плотной льняной ткани.

Для защиты рук при работе со щелочами пользуются резиновыми перчатками или рукавицами со специальной пропиткой. При работе со щелочами необходимо заправить рукавицы в рукава, а брюки поверх голенищ сапог.

При работе в местах, где концентрация вредных газов, паров или пыли превышает предельно допустимые концентрации, защита органов дыхания должна осуществляться противогазами и респираторами. Для защиты от вредных паров нефти служит фильтрующие противогаз марок БКФ и ВДКФ. При высоких концентрациях углеводородных паров используются противогазы марки АВС-2. При работе в резервуарах, емкостях, колодцах, где возможно скопление вредных паров и газов, работающий персонал шланговыми самовсасывающими (ПШ-1) или нагнетательными (ПШ-2) противогазами. Для защиты от катализаторной пыли предназначены респираторы.

Противогазы и другие газозащитные средства следует проверять не реже одного раза в три месяца.

Наибольшую опасность представляет поражении глаз при попадании в них агрессивных и едких веществ, могут быть и механические травмы глаз мелкими твердыми частицами (кусочками метала при ремонтных работах). Для защиты глаз применяются защитные очки.

При работе с напряжение следует применять диэлектрические галоши и диэлектрические перчатки.

При работе на высоте обслуживающим персоналом используются предохранительные пояса и спасательные веревки.

Рабочие и служащие во время работы обязаны пользоваться выданными спецодеждой, спецобувью и предохранительными приспособлениями. Необходимо строго следить за этим и не допускать к исполнению обязанности без средств индивидуальной защиты, неотремонтированной, загрязненной спецодежде и спецобуви или с неисправными предохранительными приспособлениями.

9.8. Способы обезвреживания опасных и вредных веществ, образующихся в результате разлива, пожара и взрыва

В процессе работы возможен выброс газоконденсата и реагентов (раствор щелочи, КТК, сернисто-щелочные стоки и т.п.) в рабочую зону.

Способы обезвреживания опасных и вредных веществ, образующихся в аварийных ситуациях, представлены в таблице 15.2.

Таблица 15.2.

Способы обезвреживания опасных и вредных веществ, образующихся в результате разлива, пожара и взрыва

Вещества	Источник выделения вещества	Вещества, выделяющиеся при пожаре	Способы обезвреживания или улавливания веществ
1. Водно-щелочной раствор и КТК	Вводно-щелочной раствор и катализаторный комплекс могут быть разлиты в аварийных случаях	Пожаробезопасен	Смыть большим количеством воды в канализацию сернисто-щелочных стоков. Стоки направляются на обезпреживание.
2. Газоконденсатй	Аварийная ситуация	CO₂, SO₂, CO	Углеводородное сырье в случаях аварии должно сбрасываться в коллектор факельных газов.
3. Дисульфиды	Аварийная ситуация	CO₂, SO₂, CO	Разлитые дисульфиды на полу помещения собрать в отдельную тару. Место разлива протереть. При разливе на открытой площадке место разлива засыпать песком. Песок удалить за пределы установки в специально отведенное место
4. Сернисто-щелочные стоки	В аварийной ситуации СЩС могут быть разлиты	Пожаробезопасны	Смыть большим количеством воды в канализацию сернисто-щелочных стоков. Стоки направляются на обезпреживание.
5. Катализатор ИВКАЗ	Порошок катализатора может быть рассыпан В аварийных случаях раствор катализатора может быть ралит	Пожаробезопасен	Собрать порошок. Во избежание попадания катализаторной пыли в органы дыхания использовать респираторы Смыть большим количеством воды в канализацию сернисто-щелочных стоков. Стоки направляются на обезвреживание

9.9. . Средства первой помощи обслуживающему персоналу при поражении опасными и вредными веществами и факторами

Средства первой помощи обслуживающему персоналу при поражении опасными и вредными веществами и факторами представлены в таблице 15.3.

9.10. . Возможные источники шумов по технологическим причинам и методы их устранения или снижения до требуемых норм

Источниками шума на установке являются работающие насосы, компрессор и вентиляция.

Установка не является источником шумов по технологическим причинам свыше допустимых норм: уровень звука в рабочей зоне не превышает 85 ДБА (ГОСТ 12.1.003-89).

9.11. . Допустимые содержания кислорода и других примесей в инертном газе, применяемом в процессе

В качестве инертного газа для опрессовки аппаратов на рабочее давление может быть использован газообразный азот по ГОСТ 9293-74

По физико-химическим показателям технический газообразный азом 2-го сорта должен соответствовать следующим нормам:

Содержание N₂, % (по объему), не менее – 99,0
Содержание O₂, % (по объему), не более – 1,0
Содержание водяных паров в газообразном азоте при 20°С и 760 мм.рт.ст., г/м³ – выдерживает испытание на определение содержания капельной влаги.

Азот не токсичен и невзрывоопасен.

Таблица 15.3.

Средства первой помощи обслуживающему персоналу при поражении опасными и вредными веществами и факторами

Опасные и вредные вещества и факторы	Характер действия веществ и факторов на обслуживающий персонал	Средства первой помощи		Специфические способы обезвреживания рабочей одежды
1. Щелочной раствор, КТК, СЩС	При попадании на кожу вызывают химические ожоги, экзему.	Следует обмыть пораженный участок струей воды в течении 10 минут, затем сделать примочки из 3% раствора уксусной, борной, соляной или лимонной кислоты, обратиться к врачу.		Стирка и химическая чистка. Для промывки перчаток и инструмента подвергающихся воздействию раствора щелочи, удобна емкость с разбавленным уксусом.
	При попадании в глаза вызывают химический ожог. Растворы щелочи действуют проникающим образом..	Следует немедленно, тщательно промыть глаза струей воды или физиологическим раствором в течение 10-30 минут, обратиться к врачу.
2. Газоконденсат	Опасное для жизни отравление парами при их концентрации 30-40 г/м³ происходит при вдыхании в течение нескольких минут. При меньших концентрациях отравление происходит не сразу: сначала ощущается головокружение, сердцебиение, слабость, тошнота, затем потеря сознания.	При легких острых отравлениях – свежий воздух, покой, тепло. Освободить от стесняющей дыхание одежды. При потере сознания пострадавшему необходимо придать горизонтальное положение с несколько опущенной головой. Вдыхание нашатырного спирта. При тяжелых отравлениях – искусственное дыхание.		Стирка и химическая чистка
	При попадании на кожу происходит ее обезжиривание и может развиться кожное заболевание.	Смывание водой использование защитных мазей. При дерматитах и экземах – прекращение соприкосновения.
	Попадание в желудок вызывает отравление.	Дать 2-3 столовые ложки жидкого вазелинового масла. Затем промывание желудка до исчезновение запаха конденсата в промывных водах, не рекомендуется вызывать искусственную рвоту и вводить рвотные средства. Тепло, покой, госпитализация.
3. Сероводород	Острое отравление вызывает головную боль, слезоточение светобоязнь, насморк, боли в глазах. При более сильном воздействии наблюдается усталость, стеснение в груди, тошнота, рвота, иногда обморочное состояние и возбуждение с помрачением сознания. При вдыхании 1,0 мг/л и выше отравление может развиться почти мгновенно, судороги и потеря сознания оканчиваются остановкой дыхания и быстрой смертью. Поражается нервная система. Хронические отравления вызывают заболевания глаз, дыхательных путей, головные боли, ослабление слуха, общую слабость, расстройства пищеварения, малокровие.	Вывести пострадавшего на свежий воздух. Вызвать медицинскую помощь.
4. Дисульфиды	Попадание на кожу	Необходимо снять загрязненную одежду, обработать кожу ватой, смоченной спиртом и затем вымыть водой с мылом.	Стирка и химическая чистка

9.12. Особые условия при работе с катализатором ИВКАЗ

При работе с катализатором необходимо использовать средства индивидуальной защиты от попадания на кожные покровы, слизистые оболочки глаз в соответствии с ГОСТ 12.4.011.-89 и 12.4.103-83 (резиновые перчатки, спецодежду, респиратор, защитные очки), соблюдать меры личной гигиены. Удаление продукта с кожи и слизистых оболочек глаз производить водой. Помещение, где проводится работа с ИВКАЗ, должно быть оборудовано общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией. После работы с катализатором необходимо проводить влажную уборку помещения.

10. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

10.1. Охрана атмосферы

сведения о нормативах предельно-допустимых концентраций для веществ, обращающихся во всех стадиях технологического процесса в воздухе и водоеме, приводиться в таблице 16.1.

Таблица 16.1.

Предельно-допустимые концентрации веществ,

обращающихся в технологическом процессе [22]

Вещество	ПДК_Р.З., мг/м³	ПДК_М.Р., мг/м³	ПДК_СС, Мг/м³	ПДК_В, мг/м³	ПДК_ОРЛ, мг/м³	ПДК_С.Р.В., мг/м³	ПДК_ВР, мг/м³
1. Бензин в расчете на С	100	5	1,5
2. H₂S	10	0,008	0,008	0 т.с.	0,05	1
3. H₂S в смеси с углеводородами	3
4. CH₃SH	0,8	9*10^-6	6*10^-7	0,0002	0,0002
5. C₂H₅SH	1,0	3*10^-5
6. C₃H₇SH	1,5	5*10^-5
7. (CH₃)₂S₂	1,5	0,7		0,04	0,04
8. Диалкилдисульфиды	50			0,16	0,04
9. Соли H₂S в пересчете на S^2-				Отс.		1,0
10. Na₂S₂O₃*5H₂O				2,5		2,5
11. соли H₂SO₄ в пересчете на SO₄^2-				500		500
12. Натр едкий	0,5						120 (Na⁺)
13. ИВКАЗ	5			0,35	0,35

ПДК_Р.З., - предельно-допустимая концентрация химического вещества в воздухе рабочей зоны;

ПДК_М.Р. – предельно-допустимая максимально-разовая концентрация химического вещества в воздухе населенных мест. Эта концентрация при вдыхании в течение 30 минут не должна вызывать рефлекторные реакции в организме человека;

ПДК_СС – предельно-допустимая концентрация химического вещества в воздухе населенных мест;

ПДК_В – предельно-допустимая концентрация химического вещества в оде водоема;

ПДК_ОРЛ – подпороговая концентрация (0-1 балл) химического вещества в водоеме, определяемая по органолептическим показателям (запах, вкус);

ПДК_С.Р.В. – подпороговая концентрация вещества, не влияющая на санитарный режим водоема, т.е. на сапрофитную микрофлору, биологическую потребность в кислороде и др.;

ПДК_ВР – предельно-допустимая концентрация химического вещества в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей.

10.2. . Состав выбросов в атмосферу и классификация отходов производства

Состав выбросов в атмосферу и классификация отходов производства представлены в таблице 16.2.

10.3. . Методики определения концентрация вредных веществ

Методики определения концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны и в воздухе населенных пунктов представлены в работах [23-25].

Таблица 16.2.

Состав выбросов в атмосферу и классификация отходов производства

Наименование выбросов и отходов. Количество	Состав, %мас.		ПДК_Р.З., мг/м³	Классификация по ГОСТ 17.2.1.01.76		Класс опасности по ГОСТ 12.1.005-88
Наименование выбросов и отходов. Количество	Для обезвреживание	После обезвреживания	ПДК_Р.З., мг/м³	Классификация по ГОСТ 17.2.1.01.76		Класс опасности по ГОСТ 12.1.005-88
Выбросы в атмосферу: отработанный воздух со стадии регенерации КТК, ~ 135 нм³/ч (~ 220 нм³/ч)*	Углеводороды – до 1 Вода – 1,5 RSSR и RSH – 0,001 Воздух – разное	SO₂, CO₂ и вода	Углеводороды – 300 CH₃SH – 0,8 C₂H₅SH -1,0 (CH₃)₂S₂ – 1,5 SO₂ – 10 CO₂ – 9000	1 1 1	13 1	4 2 2 3 3 4
Отработанный воздух со стадии окисления, ~ 130 нм³/ч	Кислород – 3 Азот – остальное
Отходы производства: Отработанный раствор КТК со стадии экстракции и регенерации	NaOH – до 1 Na₂CO₃ – 0,1 Na₂S₂O₃ – 1,6 Na₂SO₄ – 1,5 Na₂S – следы RSNa – 0,03 RCOONa - ИВКАЗ – следы Мехпримеси – 0,002 Вода - остальное	NaOH Na₂CO₃ Na₂S₂O₃ Na₂SO₄	NaOH – 0,5 Na₂S – 0,2 NaSO₄ - 10 ИВКАЗ - 5			2 2 3 4

11. основные рекомендации по пуску и остановке установки

11.1. . Подготовка к пуску

Перед пуском установки необходимо провести следующие организационно-технические мероприятия:

оформить акт приемки установки;
оформить акты испытаний технологического оборудования на герметичность;
обеспечить наличие утвержденных пусковых инструкций и регламента по эксплуатации;
обеспечить наличие необходимых инструкций по технике безопасности и пожарной безопасности;
оформить акты проверки систем защиты и противопожарных мероприятий;
провести подготовке и допуск обслуживающего персонала к работе;
получить разрешение органов Госгортехнадзора на пуск оборудования в работу.

При подготовке к пуску необходимо выполнить следующие работы:

укомплектовать установке обслуживающим персоналом в соответствии со штатным расписанием. Эксплутационный персонал должен пройти техучебу и меть допуск к самостоятельной работе;
обеспечить обслуживающий персонал средствами индивидуальной защиты и спецодеждой;
обеспечить установку необходимыми материалами: смазочным маслом, слесарным инструментом, ветошью, персональными светильниками, шланговыми противогазами в необходимых количествах и т.п.;
обеспечить установку средствами пожаротушения, аптечкой;
очистить территорию от посторонних предметов, мусора и металлолома, закрыть технологические лотки и колодцы, засыпать крышки колодцев песком;
вывесить таблички на аппаратах и насосах с указанием назначения и направления потока;
проверить установке всей арматуры, регулирующих обратных клапанов, ППК, манометров и т.д.
проверить заболченность всех фланцевых соединений, обратить внимание на наличие заглушек, полное количество шпилек и болтов, прокладок;
провести внешний осмотр аппаратов и трубопроводов;
запитать схемы подсобных средств; азота, воздуха КИП, пара, оборотной воды, горячей воды и т.д.;
запитать все электрические схемы отделения;
подготовить к включению в работу контрольно-измерительные приборы, системы автоматики, блокировки и сигнализации, как местные, так и расположенные в операторной;
включить в работу систему КИП;
проверить работу связи, схем сигнализации и блокировок. Во время пуска рекомендуется использовать радиотелефонную и громкоговорящую связь;
опрессовать все аппараты инертным газом (азотом) до содержания кислорода в продувочном газе не более 1 %.

11.2. Пуск установки

Секция приготовления растворов щелочи и катализатора

Принять свежий 42-46 % -ный раствор щелочи в емкость E-1, контролируя его уровень в емкости.

Приготовить в емкости E-2 2 %-ный раствор едкого натра, приняв расчетное количество питьевой воды или парового конденсата и свежей 42-46 % -ной щелочи. Подачу раствора свежей щелочи из E-1 в E-2 производить насосом H-7. смесь циркулировать этим же насосом 10-20 минут. Отобрать пробу раствора щелочи на определение плотности и концентрации едкого натра.

Приготовить в емкости E-3 необходимой концентрации раствор КТК, приняв расчетное количество питьевой воды или парового конденсата, 42-46 %-ного раствора щелочи и катализатора ИВКАЗ, контролируя уровень в Е-3. подачу раствора свежей щелочи из Е-1 в Е-3 производить насосом H-7. перемешивание раствора осуществлять насосом H-7. перемешивание раствора осуществлять насосом H-7 в течение 20-30 минут.

Приготовить в емкости E-4 необходимой концентрации раствор катализатора ИВКАЗ, прияв расчетное количество питьевой воды или парового конденсата с температурой 30-50°C и навеску ИВКАЗ, контролируя уровень в E-4. перемешивание раствора осуществлять азотом в течение 20-30 минут до полного растворения катализатора. Все работы по первоначальному приготовлению раствора катализатора ИВКАЗ должны производиться только в присутствии специалистов ВНИИУС.

Секции экстракции и окисления

Приготовленный в E-3 катализаторный комплекс щелочным насосом H-7 подать в смеситель CM-1, включить в работу регулятор расхода КТК.
Включить сырьевой насос H-1 и медленно со скоростью повышения давления 0,8 МПа в час подать в смеситель CM-1 сырье с помощью регулятора расхода газоконденсата. Первоначальный расход сырья установить в пределах 40-50 % от расчетной производительности.
Включить в работу регулятор уровня в отстойнике C-1.
Включить щелочной насос H-3 и установить необходимый расход 2 % -ного раствора NaOH из E-2 в CM-2 с помощью регулятора расхода щелочного раствора.
Включить насос H-4 и установить необходимый расход раствора катализатора ИВКАЗ из E-4 в CM-2 с помощью регулятора расхода.
Подать воздух в CM-2, включив воздушный компрессор KB-1. Установить необходимый расход воздуха по регулятору расхода.
Включить в работу регулятор давления в колонне окисления K-1.
После появления уровня раствора КТК в кармане отстойника C-2 включить в работу насос H-5, установив необходимый расход с помощью регулятора расхода.
Включить в работу регулятор уровня в сепараторе C-3.
Отключить насос H-3.

Секция регенерации раствора КТК

После набора 50%-ного уровня в E-5 включить в работу секцию регенареции раствора КТК для чего необходимо:

Включить в работу насос H-6, установив необходимый расход насыщенного меркаптидами раствора КТК с помощью регулятора расхода.
Включить в работу подогреватель T-1 и установить необходимую температуру раствора КТК на выходе из подогревателя с помощью регулятора температуры.
Подать в нижнюю часть колонны регенерации K-2 технологический воздух, медленно увеличивая расход от 0 до расчетного значения, включив в работу регулятор расхода воздуха.
Включить в работу регулятор давления в K-2 и регулятор уровня в C-4 и направить отработанный воздух из C-4 в печь.
после набора нормального уровня регенерированного раствора КТК в сепараторе C-5 открыть задвижку, направить раствор КТК из куба C-5 на всас насоса H-2 и включить его. Задвижку от E-3 закрыть, выключить насос H-7.
Включить в работу холодильник Х-1, Установив необходимую температуру регенерированного раствора КТК на выходе из холодильника с помощью регулятора температуры.
Включить в работу остальные контрольно-измерительные приборы установки.
После установления режимных параметров плавно увеличить расход сырья до расчетного значения.

11.3. Остановка в нормальных условиях

Нормальная остановка установки является запланированной с целью проведения текущего ремонта или внутреннего осмотра аппаратов.

Последовательность нормальной остановки:

Понизить расход стабильного конденсата на установку.
Перевести установку на циркуляцию.
Провести цикл регенерации щелочи в К-2.
Перекрыть подачу пара в подогреватель Т-1 и воды в холодильник Х-1.
Остановить компрессор КВ-1, насосы Н-1, Н-2, Н-3, Н-4, Н-5, Н-6.
Освободить от щелочи аппараты С-1, С-2, С-4, С-5, Е-2, Е-3, К-2, в емкость Е-6.
Щелочь из емкости Е-1 и раствор катализатора из Е-4 вырабатываются заранее.
Освободить от конденсата аппараты и трубопроводы в дренажные емкости.
сбросить давление из системы на факел.

В случае плановых остановок на непродолжительное время разрешается не освобождаться от сырья.

11.4. Остановка в аварийных условиях

Аварийная остановка установки в случае создания аварийной ситуации при отключении электроэнергии, прекращения подачи технологического воздуха или воздуха КИП, пара, воды, пожара или разрыва трубопроводов и т.п. производиться в следующем порядке:

Прекратить прием сырья, технологического воздуха, растворов щелочи и катализатора на установку.
Отключить подачу пара и воды в теплообменники.
Отсечь очаг пожара (если он есть) от системы.
Откачать продукт, щелочь и КТК из аппаратов и трубопроводов по линии аварийной откачки.

12. ПЕРЕЧЕНЬ ИСТОЧНИКОВ, РЕКОМЕНДУЕМЫХ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ

Таблица 18.1

Наименование источников	Автор, шифр или номер	Год издания, выпуска	Разработчик или издательство
1. Технология переработки нефти и газа	П.И. Черножуков	1967	М., «Химия», т.3
2. Сернистые и кислородные соединения нефтяных дистиллятов	Я.Б. Чертков В.Г. Спиркин	1971	М., «Химия»
3. Химия сераорганических соединений, содержащихся в нефтях и нефтепродуктах	В.Г. Николаева Е.В. Зверева М.А. Демичева	1959	М., АН СССР
4. Справочник химика		1971	Л., «Химия», т.2
5. Справочник химика		1964	Л., «Химия», т.3
6. Физико-химические константы сераорганических соединений	Б.В. Айвазов С.М. Петров и др.	1971	М., «Химия»
7. Курс физической химии	М.Я. Герасимов В.И. Древинг	1969	М., «Химия»
8. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки	Справочник под редакцией Е.Н. Судакова	1979	М., «Химия»
9. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.	А.И. Скобло И.А. Трегубова Ю.К. Молоканов	1982	М., «Химия»
10. Основы технологических расчетов в нефтепереработке	Р.Т. Эмирджанов	1965	М.,Л., «Химия»
11. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии	А.Н. Плановский П.И. Николаев	1972	М., «Химия»
12. Основные процессы и аппараты химической технологии	А.Г. Касаткин	1973	М., «Химия»
13. Жидкостная экстракция	Р. Трейбал	1963	М., «Химия»
14. Аэродинамика технологических аппаратов	И.Е. Идельчик	1983	М., «Машиностроение»
15. Основы массопередачи	В.В. Кафаров	1972	М., «Высшая Школа»
16. Вредные вещества в промышленности		1965	М., «Химия», т.1
17. Справочник инженера-химика	Д. Перри	1964	М., «Химия», т.1
18. Справочник азотчика		1964	М., «Химия», т.3
19. Краткий справочник химика	В.И. Перельман	1964	М., Л., «Химия»

13. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Мазгаров А.М., Вильданов А.Ф., Сухов С.Н. Новый процесс очистки нефтей и газоконденсатов от низкомолекулярных меркаптанов // Химия и технология топлив и масел. 1996. № 6. С.11-12
Исследование кинетики реакции низкомолекулярных меркаптанов с реагентом SX-2081:Отчет о НИР / ВНИИУС. Руководитель А.М. Мазгаров // Казань. 1994.
Фомин В.А. Жидкофазное каталитическое окисление меркаптанов молекулярным кислородом. Дисс. канд. Хим. наук. К. 1983. 252с.
Мазгаров А.М. Жидкофазное окисление меркаптанов и сероводорода с металлофталоцианиновыми катализаторами и разработка процесса обессеривания углеводородного сырья. Дисс. докт. техн. наук. К. 1983. 252с.
Вильданов А.Ф. Жидкофазная каталитическая окислительная демеркаптанизация нефтей и нефтепродуктов. Дисс. докт. техн. наук. К. 1998. 308с.
Мазгаров А.М., Вильданов А.Ф., Шиаманна С.Ф., Ормистон Р.М. Селективная дасульфуризация нефтей и газоконденсатов, содежащих низкомолекулярные меркаптаны и сероводород // В сб.: Тезисы докладов 15-го Мирового нефтяного конгресса. Пекин. 1997. С. 877-881.
Мазгаров А.М., Вильданов А.Ф. Селективная демеркаптанизация нефтей и газоконденсатов // 19-я Всероссийская конференция по химии и технологии органических соединений серы. Тез. докл. Казань. 1995. С.292.
Тенгизский завод по демеркаптанизации. Руководство по эксплуатации установки ДМН, 1995.
Стром Д.А. Очистка сернистых бензинов от сероводородной и меркаптановой сыры // М., Гостоптехиздат. 1972. 140с.
Общая информация по установкам «Меркос» и установке очистки аминами фирмы «UOP». Контракт № 74/74408 между В/О «Лицензионторг» и «UOP Process Division».
Фомин В.А., Мазгаров А.М., Лебедев Н.Н. Реакционная способность меркаптидов натрия при их окислении кислородом в присутствии дисульфофталоцианина кобальта // Нефтехимия. 1978. Т.18. № 2. С. 298-303.
Овсянникова Л.В., Дигуров Н.Г., Мазгаров А.М. и др. Кинетика совместного окисления сульфида и меркаптида натрия в присутсвии дисульфофталоцианина кобальта // Химическая промышленность. 1985. № 5.
Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник // Л.: Химия. 1978. 392с.
Воробьева Г.Я. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств // М.: Химия. 1975ю 816с.
исследование коррозионной активности новых абсорбентов для извлечения сероводорода и меркаптанов из легкого углеводородного сырья: Отчет о НИР / ВНИИУС. Руководитель Р.Н. Хафизов - №ГР 79047239 // Казань. 1980. 75с.
Дятлова В.Н. Коррозионная стойкость металлов и сплавов. Справочник // М.: Машиностроение. 1964. 351с.
Сухотин А.Я., Зотиков В.С. химическое сопротивление материалов // Л.: Химия. 1975. 408с.
Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии // М.: Химия. 1773. 783с.
Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты // М.: Химия. 1971. 296с.
ТУ 2178-037-00151638-99. Технические условия на опытные партии. Катализатор сероочистки ИВКАЗ. Госкомсанэпиднадзор РТ. Протокол № 01-03-1351 от 31.03.2000 г.
Токсиколого-гигиенический паспорт хлордисульфокислоты фталоцианина кобальта. Лаборатория гигиены и токсикологии КНЦ РФ «НИОПИК». 28.07.2000 г.
Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно-допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде // М.: Химия. 1985. 528с.
Перегуд Е.А. Химический анализ воздуха. Новые и усовершенствованные методы // Л.: Химия 1976. 328с.
Перегуд Е.А., Гернет Е.В. Химический анализ воздуха промышленных предприятий. Рекомендуемые методы определения предельно-допустимых концентраций вредных веществ в воздухе // Л.: Химия. 1985. 440с.
Сборник временных отраслевых методик для определения загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в районах размещения предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности / Под ред. Дмитриева М.Т., Вольберга Н.Ш. ч.1,2 // М.: 1986.

* При содержании сероводорода в очищаемом сырье 0,03 % мас.

* при содержании сероводорода в очищаемом сырье 0,03 % мас.

* - при содержании сероводорода в очищаемом сырье 0,03 % мас.

Скачать: diplom-peredelannyy-1.doc

Категория: Дипломные работы / Дипломные работы нефть и газ

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Привет студент

Очистка газоконденсата и нефти от меркаптанов

Дипломный проект

Очистка газоконденсата и нефти от меркаптанов

1.2. КРАТКИЙ ОБЗОР ИЗВЕСТНЫХ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ НЕФТЕЙ И ГАЗОКОНДЕНСАТОВ ОТ МЕРКАПТАНОВ.

2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ, продуктов, ОСНОВНЫХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ материалов

2.1. Техническая характеристика сырья

2.2. Техническая характеристика продуктов

2.3. Техническая характеристика основных и вспомогательных

материалов

2.4. Техническая характеристика отходов и выбросов

2.5. Условия сбора, хранения, транспортирования, складирования и захоронения отходов.

2.6.1. Секция приготовления растворов щелочи и катализатора

2.6.2. Секция экстракции сероводорода и C1-C2 меркаптанов

2.6.1. Секция окисления С3-меркаптанов

2.6.4. Секция регенерации раствора КТК

2.6.6. Нормы расхода основных и вспомагательных материалов.

3. Технологический расчет.

Исходные данные для расчета:

3.1.1. Стадия экстракции сероводорода и C1-C2 меркаптанов

3.1.2. Тепловой баланс стадии экстракции

3.2. Стадия окисления Сз-меркаптанов

3.2.1. Тепловой баланс стадии окисления С3-меркаптанов

3.3. Стадия регенерации раствора КТК

4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА

4.1. Химизм процесса

4.2. Химико-технологические основы процесса

5. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

5.1. Расчет колонны окисления К-1

5.2. Расчет сепаратора-отстойника С-1

5.3. Сепаратор-отстойник С-2

5.4. Сепаратор воздуха С-3

5.5. Расчет колонны регенерации К-2

5.6. Расчет сепаратора воздуха С-4

5.7. Расчет сепаратора дисульфидов С-5

5.8. Емкости щелочных растворов Е-1. Е-2 и Е-3

5.9. Емкость раствора катализатора Е-4

5.10. Емкость-сборник насыщенного раствора КТК Е-5

5.11. Подземная емкость Е-6

6. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ И СМЕСЕЙ

6.1. Водный раствор катализатора ИВКАЗ

6.2. Катализаторный комплекс (КТК) стадии окисления меркаптанов (II ступень)

6.3. Катализатор ИВКАЗ

6.4. Воздух

6.5. Дисульфиды

6.6. Диметилдисульфид

6.7. Диэтилдисульфид

6.8. Диизопропилдисульфид

7. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУКЦИИ И МАТЕРИАЛЬНОМУ ОФОРМЛЕНИЮ ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

7.1. Шнековый статический смеситель СМ-1. СМ-2 (рис. 13.1)

7.2. Колонна окисления К-1 (рис. 13.2)

7.3. Сепаратор-отстойник С-1. С-2 (рис. 13.3)

7.4. Колонна регенерации К-2 (рис. 13.4)

7.5. Сепаратор-дисульфидов С-5 (рис. 13.5)

8. Контроль и управление производством

8.1. . Аналитический контроль технологического процесса

9. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ, ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ САНИТАРИЯ И ПОЖАРНАЯ ПРОФИЛАКТИКА

9.1. . Сведения о пожаровзрывоопасных и токсических свойствах веществ

9.2. . Категория и группа взрывоопасных смесей

9.3. .Общие требования безопасности к производственному процессу и мероприятия по их обеспечению

9.4. . Взрывобезопасность

9.5. Пожарная безопасность

9.6. . Статическое электричество

9.7. . Рекомендации по индивидуальным средствам защиты работающих

9.8. Способы обезвреживания опасных и вредных веществ, образующихся в результате разлива, пожара и взрыва

9.9. . Средства первой помощи обслуживающему персоналу при поражении опасными и вредными веществами и факторами

9.10. . Возможные источники шумов по технологическим причинам и методы их устранения или снижения до требуемых норм

9.11. . Допустимые содержания кислорода и других примесей в инертном газе, применяемом в процессе

9.12. Особые условия при работе с катализатором ИВКАЗ

10. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

10.1. Охрана атмосферы

10.2. . Состав выбросов в атмосферу и классификация отходов производства

10.3. . Методики определения концентрация вредных веществ

11. основные рекомендации по пуску и остановке установки

11.1. . Подготовка к пуску

11.2. Пуск установки

11.3. Остановка в нормальных условиях

11.4. Остановка в аварийных условиях

12. ПЕРЕЧЕНЬ ИСТОЧНИКОВ, РЕКОМЕНДУЕМЫХ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ

13. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

2.6.2. Секция экстракции сероводорода и C₁-C₂ меркаптанов

2.6.1. Секция окисления С₃-меркаптанов

3.1.1. Стадия экстракции сероводорода и C_1-C₂ меркаптанов

3.2.1. Тепловой баланс стадии окисления С₃-меркаптанов