ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные схемы производства газа для синтеза аммиака из "Очистка технологических газов" В зависимости от сырьевых и энергетических источников, условий транспортирования и водоснабжения, вопросов экономики производства применяют различные схемы получения технологического газа для синтеза аммиака (синтез-газа). [c.9] В настоящей главе кратко описаны наиболее распространенные промышленные схемы синтеза аммиака, основанные главным образом на использовании природного газа как исходного сырья. [c.9] Способы получения и подготовки синтез-газа представлены схематически (схемы 1—11). Для каждой схемы приведены параметры процессов и средние составы газа на отдельных стадиях. [c.9] Любая схема включает очистку и подготовку исходного сырья, необходимого для получения водородсодержащего газа (например, конверсия метана с последующей конверсией СО) очистку полученного газа от двуокиси углерода очистку газа от окиси углерода сжатие газа до давления, которое требуется для проведения процесса синтеза аммиака синтез аммиака. В ряде случаев необходимо удалять и другие примеси. В зависимости от схемы производства аммиака на каждой стадии процесса к чистоте газа предъявляются определенные требования. Например, в газе, поступающем на катализатор синтеза аммиака, содержание кислородсодержащих примесей должно быть не более 20 см /м присутствие сернистых и мышьяковистых соединений и примеси масла не допускается. [c.9] На схемах 1 3 изображено производство аммиака парокислородной каталитической конверсией природного газа при атмосферном давлении в шахтных реакторах с последующей двухступенчатой конверсией СО на среднетемпературном железохромовом катализаторе. Дальнейшую переработку конвертированного газа осуществляют по-разному. В каждом конкретном случае выбирают целесообразное сочетание методов очистки газа от СО и СО . [c.9] В схеме 2 двуокись углерода удаляют из газа воднощелочной очисткой под давлением 27,4-10 —29,4-10 Па (28—30 кгс/см ), а окись углерода — промывкой жидким азотом. Чтобы обеспечить безопасные условия эксплуатации агрегата промывки жидким азотом, перед ним устанавливают контактный аппарат для гидрирования окиси азота, являющейся опасной примесью (содержание окиси азота не должно превышать 0,02 см /м ). [c.10] Двуокись углерода, образующуюся при каталитическом гидрировании окиси азота, удаляют в щелочном скруббере непосредственно перед блоками промывки, концентрации ее в выходящем газе не более 10 см /м . Затем осуществляют следующие стадии промывку газа жидким азотом, гидрирование кислородсодержащих соединений, компрессию, очистку от масла и синтез аммиака. По этой схеме аппарат гидрирования включают в работу только при значительном содержании кислородсодержащих примесей, превышающих норму. [c.10] В схеме 3 сочетают двухступенчатую моноэтаноламиновую очистку газа от двуокиси углерода с промывкой газа жидким азотом для удаления СО. В системе очистки раствором моноэтаноламина (МЭА) предусмотрен замкнутый конденсатный цикл, в результате чего содержание в газе окиси азота не превышает допустимой нормы. Это позволяет исключить стадию каталитического гидрирования окиси азота и ацетилена. [c.10] Для дополнительной очистки азото-водородной смеси от кислородсодержащих соединений используют метод каталитического гидрирования этих примесей при давлении до 29,4-10 Па (30 кгс/см ). После очистки газ сжимают до давления процесса синтеза, очищают от масла и направляют в колонну синтеза аммиака. [c.10] В тех случаях, когда получение синтез-газа комбинируют с производством ацетилена, в схему 4 включают стадии стабилизации состава природного газа (удаление высших углеводородов), окислительного пиролиза метана и выделения ацетилена. В остальном схема не отличается от схемы 3. [c.10] Высокотемпературную некаталитическую конверсию метана применяют при переработке как природного газа, так и попутных газов нефтедобычи (схемы 5 и 6). Газ, получаемый этим методом, содержит саЖу, очистка от которой предшествует дальнейшей переработке технологического газа. Для этой цели его промывают горячей водой под давлением. После двухступенчатой конверсии окиси углерода на среднетемнературном катализаторе газ очищают от двуокиси углерода воднощелочной промывкой (схема 5) или с помощью горячего поташного раствора, активированного мышьяком (схема 6). [c.10] Дальнейшую очистку от окиси углерода осуш,ествляют промывкой газа ЖИДКИМ азотом. В случае применения воднощелочной очистки сначала проводят каталитическое гидрирование окиси азота и щелочную доочистку газа от СОа- Полученную азото-водородную смесь подвергают каталитической очистке от примесей кислородсодержащих соединений, компрессии, очистке от масла и затем направляют на синтез аммиака. [c.15] Разработка новых высокоактивных катализаторов для бескислородной паровой конверсии метана, низкотемпературного катализатора для конверсии окиси углерода, катализатора метанирования, катализаторов и поглотителей для топкой очистки природного газа от сернистых соединений позволила получать газ для синтеза аммиака по схемам 7 и 8. [c.15] Принципиальное различие этих двух схем заключается в том, что при использовании нафты ее испарение предшествует процессу сероочистки. [c.15] Переработка исходного сырья в первую очередь связана с проведением тонкой очистки от сернистых соединений, заключающейся в гидрировании сероорганических соединений до сероводорода и его последующем поглощении. В газе, поступающем на катализатор конверсии углеводородов в трубчатую печь, допускается присутствие не более 1 мг/м сернистых соединений. Очищенный от сернистых соединений газ поступает на первую ступень конверсии, где протекает каталитическое взаимодействие углеводородов с паром в трубчатых печах при 29,4-10 —39,2-10 Па (30—40 кгс/см ). Затем проводят паровоздушную каталитическую конверсию в шахтных печах (вторая ступень) и двухступенчатую конверсию окиси углерода. [c.15] Первая ступень конверсии СО осуществляется па среднетемпературном катализаторе, вторая — на низкотемпературном. Между ступенями конверсии в ряде случаев предусматривается тонкая очистка газа от сернистых соединений и хлора, оказывающих большое влияние на низкотемпературный катализатор второй ступени. [c.15] Для удаления двуокиси углерода из конвертированного газа по этой схеме применяют обычные абсорбционные методы. Глубокая конверсия окиси углерода на низкотемпературном катализаторе (остаточное содержание окиси углерода 0,2—0,6%) позволила заменить традиционные методы очистки газа от окиси углерода стадией гидрирования до метана. [c.15] Метанирование проводят при давлении около 29,4-10 Па (30 кгс/см2) и температуре 300—400 °С, причем одновременно с СО гидрированию подвергаются двуокись углерода и кислород, присутствующие в конвертированном газе. Очищенный газ далее ком-примируют, очищают от масла и передают в колонну синтеза аммиака. В настоящее время широкое распространение получили созданные по описанной схеме одноагрегатные установки мощностью 900—1500 т/сут. Эта стало возможным в результате разработки и применения турбокомпрессоров. [c.20] Менее распространенным сырьем о сравнению с природным газом и нафтой является коксовый газ, а также мазут и каменный уголь. [c.20] На схеме 9 показано получение технологического газа газификацией каменного угля (или других видов твердого топлива). Газ, полученный в результате переработки этого вида сырья, подвергают многоступенчатой очистке от пыли в циклонах, скруббере, орошаемом водой, и мокропленочном электрофильтре. Затем с помощью раствора моноэтаноламина газ очищают от сероводорода и частично от двуокиси углерода. Эта очистка предшествует стадии конверсии окиси углерода. Газ после конверсии СО очищают известными абсорбционными способами двуокись углерода поглощается водой, окись углерода — медно-аммиачным раствором. Для окончательного удаления СО2 после медно-аммиачной очистки газ промывают раствором аммиака при давлении 302,8-10 —313,6-10 Па (310— 320 кгс/см2). Чтобы обеспечить требуемую степень чистоты азоте-водородной смеси, перед синтезом аммиака проводят каталитическое гидрирование кислородсодержащих примесей в аппаратах пред-катализа (давление процесса 294-10 —313,6-10 Па 300— 320 кгс/см ). [c.20] Вернуться к основной статье