ХімТехДопомога

Допомога в питаннях, пов'язаних з хімічною промисловістю починаючи від важкого машинобудування і закінчуючи поліграфією та друком

Установка синтезу аміаку продуктивністю 1360 тонн на добу

З установки одержання синтез-газу після моноетаноламінового очищення синтез-газ подається на установку синтезу аміаку. Далі розглянемо схему роботи цієї установки.

 Схема установки

Ситез-газ проходить два теплообмінники, розташовані у відділенні конверсії СО. У першому теплообміннику суміш нагрівається від 40 до 1000С теплотою парогазової суміші після абсорбційнохолодильної установки. У другому теплообміннику газ нагрівається до 280…3000С парогазовою сумішшю після конверсії СО І ступеня.

Далі (рис.) азотоводнева суміш із вмістом домішок СО 0,6…0,8% об. і СО2 100…300 млн-1 надходить у метанатор 1. Тут газ проходить шар нікель-алюмінійового каталізатора, де в результаті реакції гідрування

2015-08-16_145256

 

За температури 3500С відбувається тонке доочищення азотоводневої суміші до вмісту 10–20 млн–1СО і 5 млн–1СО2.

Скид газу здійснюється через регулятор тиску на факельну установку.

Очищена азотоводнева суміш із метанатора з температурою 3500С надходить у міжтрубний простір підігрівача деаерованої води 2, де охолоджується до 1300С, далі проходить міжтрубний простір підігрівача недеаерованої води 3, охолоджуючись до 600С.

Кінцеве охолодження азотоводневої суміші до 400С і конденсації водяних парів, що утворились у результаті реакцій гідрування СО і СО2 в метан, відбувається в апараті повітряного охолодження 4. Після відокремлення газового конденсату у вологовідокремлювачі 5 газ із тиском 2,5 МПа направляється на всмоктування першого ступеня відцентрового компресора 6 азотоводневої суміші. Пройшовши послідовно всі ступені компресора, газ стискується до тиску 29,5 МПа і направляється у відділення синтезу. Після кожного ступеня газ проходить холодильники повітряного охолодження і вологовідокремлювач (на схемі не показані). Окрім того, на нагнітанні другого ступеня газ додатково охолоджується в амміаковому випарювачі.

Для уникнення утворення карбаматів при збільшенні вмсту СО2 у газі після метанування вище 10млн–1 передбачений вприск насосами рідкого аміаку в лінію нагнітання другого ступеня. Сконденсований аміак разом із газовим конденсатом через сепаратор третього ступеня направляється на установку розгонки газового конденсату.

Стиснута до 29,5 МПа свіжа азотоводнева суміш, що напрвляється в агрегат синтезу аміаку, має такий склад, %: Н2 – 74,12; N2 – 24,5; СН4 – 1,07; Ar – 0,31; СО – 10–20 млн-1;СО2 – 5 млн-1. Ця суміш надходить у сепараційну частину конденсаційної колони 14. Барботуючи через шар рідкого аміаку, газ додатково відмивається від слідів вологи та СО2.

У сепараційній частині конденсаційноїколони свіжа азтоводнева суміш змішується із циркуляційним газом, проходить по трубках теплообмінника конденсаційної колони і з температурою 430С направляється у виносний теплообмінник 10. Проходячи по міжтрубному простору цього теплообмінника, газ нагрівається до 180…1900С, охолоджуючи конвертований газ, що проходить по трубках, і далі направляється в колону синтезу аміаку 8.

При пуску установки синтезу аміаку свіжа азотоводнева суміш, змішана із циркуляційним газом, спочатку надходить у пусковий підігрівач 7 з вогневим підігрівом і далі – в колону синтезу 8.

У колоні синтезу газ проходить знизу наверх по кінцевому простору між корпусом колони та каталізаторною коробкою, далі по кільцевому простору між кожухом трубчастого теплообмінника, розміщеного в горловині, й заверненою надбудовою корпуса колони й надходить у міжтрубний простір теплообмінника. Тут газ нагрівається теплотою конвертованого газу до температури початку реакції (420…4400С). Далі синтез-газ послідовно проходить у колоні чотири полиці з каталізатором під тиском 30…32 МПа за таких температур (0С):

v

vo

Для підтримки нормального температурного режиму перед кожною полицею конвертований газ змішується з холодним байпасним газом. Регулювання подачі газу в байпасні лінії здійснюється із центрального пункту керування автоматично за температурою газу в каталізаторних шарах. Пройшовши четвертий шар каталізатора, газ піднімається по центральній трубі й надходить у трубний простір теплообмінника, де охолоджується до температури 330…3500С, і виходить із колони.

Перепад тиску в колоні синтезу аміаку підтримується на рівні близько 1 МПа.

Далі газова суміш надходить у труби підігрівача води 9, нагріваючи воду від 105 до 3000С. Після нагрівача води конвертований газ із температурою 2150С проходить трубний простір виносного теплообмінника 10, далі з температурою 70…730С надходить в апарати повітряного охолодження 11, де з охолодженого газу коденсується частина аміаку. Сконденсований аміак відділяється в сепараторі 12, а газова суміш із температурою 400С і тиском 29 МПа направляється на всмоктування циркуляційного пристрою, розташованого в третьому корпусі компресора 6, де дотискується до 32 МПа, компенсуючи втрати тиску в системі.

Після циркуляційної системи газова суміш надходить у конденсаційну колону 14, проходить міжтрубний простір теплообмінника, охолоджуючись до температури 21…230С зустрічним потоком холодного газу, що надходить з аміакових випарювачів 15. Далі газ надходить у випарювачі 15, де, проходячи по трубках високого тиску, охолоджується до температури 0…–50С. Випарювачі працюють паралельно. У конденсаційній колоні й випарювачах проходить остаточна конденсація аміаку з газу. У міжтрубному просторі випарювачів кипить рідкий аміак за температури –100С.

Газоподібний аміак із міжтрубного простору випарювача 15а направляється на тепловикористувальну абсорбційно-холодильну станцію з температурою випарювання –100С. Рідкий аміак повертається зі станції у випарювач.

Із випарювачів суміш охолодженого газу й сконденсованого аміаку надходить у сепараційну частину конденсаційної колони, де відбувається відділення сконденсованого аміаку від газу. Далі після змішування зі свіжим газом газ проходить корзину з кільцями Рашига, де додатково сепарується від крапель аміаку, піднімається по трубках теплообмінника й направляється у виносний теплообмінник.

Рідкий аміак, що відділився в сепараторі 12, проходить фільтр рідкого аміаку 13, де очищується від каталізаторного пилу, дроселюється до 4 МПа і відводиться в збірник рідкого аміаку 19.

У сепараторі 12 і конденсаційних колонах 14 і 21 автоматично підтримується постійний рівень рідкого аміаку за допомогою регулятора рівня, де передбачена сигналізація крайніх положень (максимум і мінімум).

Для запобігання прориву газу із сепаратора і конденсаційної колони в збірник, перекиду рідкого аміаку в циркуляційне колесо при переповненні сепаратора, а також виносу рідкого аміаку в колону синтезу при переповненні конденсаційної колони передбачене автоматичне захисне блокування, що дозволяє відсікати лінію спуску аміаку за мінімального рівня в сепараторі або в конденсаційній колоні, а також відкрити резервну лінію видачі рідкого аміаку із сепаратора або конденсаційної колони за максимального рівня в них.

У збірниках рідкого аміаку 19 також автоматично підтримується його постійний рівень за допомогою регуляторів. Мається сигналізація крайніх положень рівня (максимум і мінімум). У результаті дроселювання в збірнику рідкого аміаку з 29,5 до 4 МПа відбувається виділення розчинених у рідкому аміаку газів ( Н2 ; N2 ; СН4 ; Ar ). Ці гази, що звуться танковими, вміщують біля 17% NH3.

Виділення аміаку з танкових газів відбувається у випарювачі 17 за рахунок охолодження газів до температури –180С рідким аміаком, що забезпечується на рівні –300С. Сконденсований аміак відділяється в сепараторі 18, звідки він надходить у збірник 19, а танкові гази дроселюються до 1,1…1,8 МПа і направляються в агрегат конверсії метану для спалювання в трубчастих печах.

Для підтримки в установці кількості інертних домішок на визначеному рівні здійснюють постійну продувку після сепаратора рідкого аміаку 12.

Продувальні гази під тиском 30…32 МПа направляються на виморожування аміаку, для чого вони надходять у міжтрубний простір теплообмінника конденсаційної колони продувочних газів 21, охолоджуються за рахунок теплообміну з газом, що надходить із випарювача 16, проходять випарювач 16 і з температурою –260С повертаються в конденсаційну колону. У сепараційній частині конденсаційної колони відбувається відокремлення сконденсованого аміаку, а газова суміш піднімається по трубках теплообмінника, нагріваючись заново продувальними газами, що надходять, до температури 350С.

Відокремлений рідкий аміак направляється в збірники 19. Автоматичний захист конденсаційної колони продувальних газів і випарювачів 16 і 17 аналогічний автоматичному захисту конденсаційної колони 14 і випарювача 15.

На виході продувочних газів із конденсаційної колони 21 установлений регулятор для підтримки тиску перед колоною синтезу, у тому числі в сепараторах для вимерзання аміаку. Далі продувочні гази змішуються з танковими й направляються в установку з виробництва синтез-газу (блок конверсії метану) для спалювання в трубчастих печах.

Для збирання дренажних водяних стоків установлена проміжна дренажна ємкість 20, звідки видається аміакова вода на склад рідкого аміаку в спеціально передбачену посудину для аміакової води.

Флегма з випарювача 15 направляється в тепловикористовуючу абсорбційно-холодильну станцію з температурою –100С.

Газоподібний аміак із міжтрубного простору випарювача 15б направляється на перероблення. Тиск газоподібного аміаку становить біля 0,3 МПа. Рідкий аміак подається в цей випарювач із збірника 19. Газоподібний аміак із випарювача танкових і продувочних газів за температури 300С направляється в газгольдер. Рідкий аміак подається в ці випарювачі зі збірників 19 або зі складу. Із збірників 19 рідкий аміак з температурою біля 120С після дроселювання до 1,8 МПа направляється на склад.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

ХімТехДопомога © 2015 Сайт присвячений хімічній промисловості, починаючи від важкого машинобудування і закінчуючи поліграфією та друком. Детальні огляди можливостей промислових досягнень. На сайті згадуються такі теми як: протикорозійний захист, методи другу видавничої продукції, технології виробництва термопластів, додрукарська підготовка видання та багато іншого.