7.12 Материальный баланс стадии сепарации газовой фазы

На этой стадии газовая фаза, уходящая сверху стабилизационной колонны, разделяется на сухой углеводородный газ, бензин-отгон и кислую воду. По практическим данным на этой стадии отделяются все углеводороды С₅-С₁₀, которые образуют поток бензин-отгона:

m(С₅-С₁₀)_{бензин-отгон} = m(С₅-С₁₀)_гф

m(С₅-С₁₀)_{бензин-отгон} = 6,294 кг/т.

Кроме того, 1 молем аммиака связывается 1 моль сероводорода, который уходит в составе кислого водного конденсата.

NH₃ + Н₂S ↔ NH₄HS (7.21)

Количество аммиака в газовой фазе после стабилизационной колонны составляет:

n(NН₃)_гф = m(NН₃)_гф / M(NН₃),

где M(NН₃) – молекулярная масса аммиака, кг/кмоль; M(NН₃) = 17 кг/кмоль

n(NН₃)_гф = 0,239 / 17 = 0,014 кмоль/т.

Тогда, количество сероводорода связанного аммиаком составляет:

n(Н₂S)_вод = n(NНз)_г.ф. = 0,014 кмоль/т;

m(Н₂S)_вод = n(Н₂S)_ам · М(Н₂S),

m(Н₂S)_вод = 0,014·34 = 0,478 кг/т.

А количество образовавшегося гидросульфида аммония составляет:

n(NH₄НS)_вод. = n(Н₂S)_вод = 0,014 кмоль/т,

m(NH₄НS)_вод. = n(NH₄НS)_вод. · М(NH₄НS),

где М(NH₄НS) – молекулярная масса гидросульфида аммония, кг/кмоль; М(NH₄НS) = 51 кг/кмоль.

Тогда масса гидросульфида аммония в водном конденсате составляет:

m(NH₄НS)_вод = 0,014 – 51 =0,717 кг/т.

Кроме того в состав водного конденсата входит вся вода, находящаяся в газовой фазе после стадии стабилизации продукта:

m(Н₂О)_вод. = m(Н₂О)_г.ф. = 1,156 кг/т.

А также в водный конденсат переходят остатки водорода из газовой фазы и растворяются 15 % предельных углеводородов С₁-С₄ от их общего количества в газовой фазе:

m(С₁-С₄)_вод = 0,15·m(С₁-С₄)_г.ф.,

m(С₁-С₄)_вод. = 0,15·6,133 = 0,920 кг/т;

m(Н₂)_вод = m(Н₂)_г.ф. = 0,300 кг/т.

В состав сухого углеводородного газа из газовой фазы переходят не растворившиеся углеводороды С₁-С₄ и часть сероводорода несвязанного аммиаком:

m(С₁-С₄)_{у/в газ} = m(С₁-С₄) _г.ф. – m(С₁-С₄) _вод

m(С₁-С₄)_{у/в газ} = 6,133 – 0.920 = 8.21 3 кг/т.

m(Н₂S) _{у/в газ} = m(Н₂S) _г.ф. – m(Н₂S)_вод

m(Н₂S) _{у/в газ} = 2,506 – 0.478 = 2,028 кг/т.

Материальный баланс стадии сепарации газовой фазы представлен в таблице 7.14

Таблица 7.12 - Материальный баланс стадии абсорбции ЦВСГ

	Статьи прихода				Статьи расхода
№	Наименование потока	кг/т	кг/ч	% (масс.)	№	Наименование потока	кг/т	кг/ч	% (масс.)
1	ЦВСГ до очистки	64,756	18887,482	100,000	1	ВСГ после очистки	58,067	16936,491	100,000
1.1	Водород	23,579	6877,216	36,412	1.1	Водород	23,579	6877,323	40,606
1.2	Предельные у/в С1-С4	34,488	10059,012	53,257	1.2	Предельные у/в С1-С4	34,488	10059,168	59,394
1.3	Сероводород	6,690	1951,252	10,331	2	Комплекс МДЭА+Н2S	123,765	36098,727	100,000
2	Раствор МДЭА (чистый)	117,075	34147,445	100,000	2.1	Комплекс МДЭА+Н2S	53,519	15609,969	43,242
2.1	МДЭА (чистый)	46,830	13658,978	40,000	2.2	Вода	70,245	20488,467	56,758
2.2	Вода	70,245	20488,467	60,000
	Итого	181,831	53034,927			Итого	181,831	53034,927

Таблица 7.13 - Материальный баланс стадии сепарации ЦВСГ после абсорбции

Статьи прихода					Статьи расхода
№	Наименование потока	кг/т	кг/ч	% (масс)		№	Наименование потока	кг/т	кг/ч	% (масс)
1	ЦВСГ с раствором (МДЭА · Н2S)	70,444	20546,217	100,000		1	ЦВСГ до подпитки	58,067	16936,250	100,000
1.1	Водород	23,579	6877,225	33,473		1.1	Водород	23,579	6877,225	40,607
1.2	Предельные у/в C1-C4	34,488	10059,025	48,958		1.2	Предельные у/в С1-С4	34,488	10059,025	59,393
1.3	Комплекс (МДЭА · Н2S)	5,352	1561,004	7,598		2	Раствор (MДЭA · H2S)(II)	12,377	3609,967	100,000
1.4	Вода	7,025	2048,963	9,972		2.1	Комплекс (МДЭА · Н2S)	5,352	1561,004	43,243
						2.2	Вода	7,025	2048,963	56,757
	Итого	70,444	20546,217				Итого	70,444	20546,217

Таблица 7.14 - Материальный баланс стадии сепарации газовой фазы

	Статьи прихода				Статьи расхода
№	Наименование потока	кг/т	кг/ч	% (масс.)	№	Наименование потока	кг/т	кг/ч	% (масс.)
1	Газовая фаза	16,628	4849,842	100,000	1	Бензин-отгон	6,294	1835,754	100,000
1.1	Предельные у/в С1-С4	6,133	1788,795	36,883	1.1	Предельные у/в С5-С10	6,294	1835,754	100,000
1.2	Предельные у/в С5-С10	6,294	1835,753	37,854	2	Водный конденсат	3,093	902,127	100,000
1.3	Сероводород	2,506	730,918	15,070	2.1	Предельные у/в С1-С4	0,920	268,334	29,744
1.4	Водород	0,300	87,500	1,804	2.2	Вода	1,156	337,167	37,369
1.5	Вода	1,156	337,167	6,951	2.3	Гидросульфид аммония	0,717	209,125	23,187
1.6	Аммиак	0,239	69,708	1,438	2.4	Водород	0,300	87,500	9,700
					3	Сухой углеводородный газ	7,241	2111,963	100,000
					3.1	Предельные у/в С1-С4	5,213	1520,462	71,995
					3.3	Сероводород	2,028	591,501	28,005
	Итого	16,628	4849,842			Итого	16,628	4849,842