ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет установки для получения азото-водородной смеси методом глубокого охлаждения коксового газа из "Методы расчетов по технологии связанного азота" Сущность метода глубокого охлаждения заключается в следующем. При низких температурах и постепенном охлаждении из коксового газа последовательно при соответствующих температурах выделяются углеводороды g (и выше), Сп и j, образующие соответственно пропиленовую, этиленовую и. метановую фракции. От остаю.щегося небольшого количества метана, окиси углерода и других неконденсирующихся в данных условиях газов (Аг, Оо) водород отмывается жидким азотом. В случае применения для этих целей азота высокой чистоты (99,998%) метод глубокого охлаждения позволяет получать азото-водородную смесь, содержащую мало инертных газов и не требующую последующей очистки от ядов. [c.65] Выбор давления для процесса разделения определяется, главным образом, принятыми холодильными циклами. Если для получения холода используется дроссель-эффект Джоуля—Томсона, то обычно разделение коксового газа ведется под давлением 13—15 ama. В рассматриваемом нами агрегате рабочее давление равняется 13 ama, а основным источником холода является сжатый до 200 ати азот. [c.65] Особое внимание уделяется очистке коксового газа от окислов азота, остаточное содержание которых не должно превышать 2 см /м (при определении по методу Шуфтана). Условия, в которых производится разделение коксового газа (повышенное давление, низкие температуры), способствуют окислению N0 в N0-2 и N2O3. Последние реагируют с непредельными углеводородами, образуя нитросоединения сложного состава, отличающиеся сравнительно высоким содержанием азота. Эти соединения, по внешнему виду напоминающие смолы, при нагревании бурно разлагаются, иногда со вспышкой, с выделением углерода, углекислого газа, окиси углерода, N0 -Ь NOg и небольшого количества маслянистой жидкости. [c.66] Коксовый газ должен быть подвергнут также не менее тщательной очистке от сероводорода, вызывающего сильную коррозию оборудования. [c.66] Повышенное содержание бензольных углеводородов, нафталина и проч. усложняет работу аппаратуры предварительного охлаждения коксового газа, а также приводит к забивке аппаратуры, вследствие их кристаллизации при соответствующем понижении температуры. [c.66] Коксовый газ, предварительно очищенный от нафталина, сероводорода и окислов азота, засасывается поршневым компрессором /, сжимается до 13 ama и поступает в скруббер 2, где промывается от углекислого газа водой. Тонкая очистка от углекислого газа (до 20—40 см /м ) проводится во включенных последовательно по ходу газа скрубберах 3, орошаемых щелочью. [c.66] Циркуляция щелочи в скрубберах 3 осуществляется насосами 9. Свежая щелочь для замены отработанной подается насосом IG из бака II. [c.66] Схема установки для разделения коксового газа методом глубокого охлаждения. [c.67] После очистки от углекислого газа коксовый газ проходит по межтрубному пространству теплообменников 12 и 13, в которых охлаждается обратнылш газами (продуктами разделения). Теплообменники 13 последовательно включены и периодически переключаются, чтобы по мере обмерзания первый по ходу теплообменник отеплялся коксовым газом, а во втором этот газ охлаждался. Теплообменники 12 и 13 составляют блок предварительного охлаждения. [c.68] Далее коксовый газ проходит один из холодильников 14, где охлаждается до минус 45° аммиаком, кипящим под вакуумом, и направляется в блок разделения. [c.68] В теплой ветви 15 коксовый газ охлаждается до минус 95—100° азото-водородной смесью и метановой фракцией. Здесь в основном происходит выделение в жидком виде пропилена и других углеводородов, имеющих более высокую температуру конденсации. В холодной ветви 16 коксовый газ охлаждается до минус 140—145° азото-водородной смесью,. метановой и окись-углеродной фракциями. Этилп же фракциями в добавочном теплообменнике коксовый газ охлаждается до минус 170—175°. [c.68] Ловушка 7 служит для отделения жидкости, увлекаемой коксовым газом. В добавочном теплосбменнике 18 конденси-пуется практически весь этилен и основное количество метана. [c.68] В испарителе азота коксовый газ охлаждается до—185— 190° азотом, кипящим в межтрубном пространстве. После этого он направляется в промывную колонну 20, где жидким азото.м водород отмывается от небольшого количества остаточного метана, окиси углерода, кислорода, аргона и проч. [c.68] Выходящий из промывной колонны газ представляет собой бинарную смесь водорода и азота, содержащую в зависимости от температуры 83—85% водорода и 15—17Чь азота. Путем специальной дозировки содержание азота в смеси уже после колонны доводится до стехиометрического, т. е. до 25%. [c.68] необходимый для осуществления процесса разделения коксового газа, обеспечивается двумя холодильными циклами — аммиачным и азотным. Аммиак, как уже указывалось выше, используется также для осушки коксового газа перед его поступлением в блок разделения. [c.69] Азот сжимается в компрессоре 21 до 200 ати, после чего направляется в блок предварительного охлаждения, состоящий из теплообменника 22 и двух попеременно работающих ам .. ачнь х холодильников 23, которые переключаются по мере 0Х обледенения. В теплообменнике 22 азот высокого давления охлаждается отходящим дросселированным азотол до +3°, а в аммиачном холодильнике 23 — до —40—45°. В результате амл и чного охлаждения достигается не только осушка и освобождение азота от значительного количества растворенных в нем паров масла, но также, что не менее существенно, одновременно достигается большое увеличение дроссель-эффекта Джоуля-Томсона (холодопроизводительности). [c.69] Далее азот высокого давления разветвляется на три потока и поступает в блок разделения, где проходит теплообменники 24, 25 и 26, охлаждаясь соответственно метановой, этиленовой и окись-углеродной фракциями, а также дроссели-роБйнным азотом. С помощью регулирующих вентилей эти потоки распределяются таким образом, чтобы разность температур на теплом конце теплообменников была минимальной. [c.69] По выходе из теплообменников 25 и 26 азот высокого давления соединяется в один поток, охлаждаемый дальше в теплообменнике 27 дросселированным азотом до —135°. Охлажденные в теплообменниках 24 и 27 потоки азота высокого давления далее объединяются в один поток, после чего часть его дросселируется до 12 ama и используется для дозировки с целью получения стехиометрической азото-водородной смеси. Оставшаяся большая часть азота высокого давления подвергается дополнительному охлаждению в теплообменнике 28 до —160° и в теплообменнике 29 до. —180°. [c.69] По выходе из теплообменника 29 жидкий азот высокого давления снова разветвляется на два потока один дросселируется в межтрубное пространство испарителя азота 19, где кипит под давлением 1,5—1,8 ama,. охлаждая коксовый газ и промывной азот второй поток дросселируется до 12 ama и, охлажденный в змеевике испарителя до —190°, подается в промывную колонну 20 для отмывки из водорода примесей, нежелательных для процесса синтеза аммиака. [c.69] испаряющийся в азотном испарителе, отдает свой холод в теплообменниках 29. 27 и 26. [c.69] Вернуться к основной статье