ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аммиак из "Принципы создания безотходных химических производств" При создании крупнотоннажных агрегатов производства аммиака используются результаты научных исследований в области кибернетики химико-технологических процессов, методов оптимизации и синтеза замкнутых энерготехнологических сп-стем. [c.200] График роста объемов мирового производства аммпака в период с 1955 по 1980 г. [c.201] В производствах синтетического аммиака используются различные способы получения азотоводородной смеси 1) двухступенчатая каталитическая конверсия метана водяным паром [(2—3)-10 Па] 2) высокотемпературная конверсия природного газа (без катализатора при температуре 1400—1450°С и давлении 3-10 Па) 3) кислородная конверсия газа либо под атмосферным давлением, либо под повышенным давлением 4) разделение коксового газа. [c.201] Поскольку состав азотоводородной смеси, поступающей на синтез, определяется стехиометрическим соотношением азота и водорода, он практически одинаков для всех схем. Отличия в аппаратурно-технологическом оформлении различных схем касаются в основном стадий подготовки и очистки газа. В частности, можно использовать две принципиально разные схемы очистки азотоводородной смеси от двуокиси углерода, основанные на применении процессов хемосорбции и глубокого холода. [c.201] Принципиальное отличие технологических схем крупнотоннажного производства аммиака — безотходная технология, связанная с энергетическими циклами, которые могут быть либо разомкнутыми, потребляющими энергию извне, либо замкнутыми. Замкнутые энерготехнологические схемы дают возможность комплексно использовать сырье и энергию. Наряду с увеличением экономической эффективности существенно уменьшается загрязнение окружающей среды в результате создания рецик-лических потоков сырья и энергии. [c.201] С технологической точки зрения растянутость коммуникаций приводит к потерям энергии, излишним затратам на коммуникации и снижает общую надежность схемы. [c.203] Крупнотоннажные агрегаты в сравнении с агрегатами мощностью 600 т/сут. расходуют на 20% меньше сырья и энергоресурсов в пересчете на природный газ, себестоимость аммиака примерно в три раза меньше, чем при получении аммиака в обычных агрегатах и составляет 40—45 руб./т. Производительность труда повышается более чем в два раза [70]. Агрегат синтеза аммиака производительностью 1360 т/сут. занимает площадь в десять раз меньшую, чем многопоточное производство такой же мощности. [c.203] Объем конденсирующегося пара сокращен на 31% по сравнению с лучшими агрегатами зарубежных фирм, и 50—60 т/ч избыточного пара подается на сеть завода [69]. [c.204] Пар под давлением 10,65-10 Па, получаемый при рекуперации тепловой энергии парогазовой смеси в котлах-утилизаторах 12, 13 и 15, а также во вспомогательном котле 10, подается в турбину азотоводородного компрессора в количестве 340 т/ч. [c.204] Все котлы с естественной циркуляцией имеют общий паросборник И, куда поступает питательная вода при 300 °С. Для перегрева пара, отбираемого из паросборника 11, используется тепловая энергия дымовых газов трубчатой печи 8. Кроме котлов высокого давления в технологическую схему агрегата входит пусковой котел, вырабатывающий пар под давлением 4,15- 10 Па при температуре 371 °С. Производительность котла (45 т/с) определялась исходя из необходимости обеспечить паром насосы питательной воды и дымососов в пусковой период. [c.204] Для компримирования природного газа, поступающего в. технологическую схему с давлением (8—10)-10 Па до давления 4,6-10 Па, устанавливается турбокомпрессор с паровым приводом. Природный газ очищается от сернистых соединений методом гидрирования на кобальтомолибденовом катализаторе с последующим поглощением серы оксидом цинка при 350— 400 С. До компрессора для гидрирования к природному газу добавляется азотоводородная смесь. [c.204] Тепловое напряжение, отнесенное к внутренней поверхности труб, принято равным 326,82 кДж/(м ч). Расчетная температура стенки труб 930°С. Трубчатая печь 8 оборудована блоком теплоиспользующей аппаратуры. Теплоиспользующие поверхности представляют собой пучки гладких и ребристых труб, имеющие коллекторные системы на входе и выходе продуктов. Трубчатая печь 5, блок теплоиспользующей аппаратуры и вспомогательный котел 10 снабжены факельными горелками. Остаточный метан после трубчатой печи конвертируется в шахтном конверторе 9 с паром и воздухом на никелевом катализаторе. Внутренний диаметр конвертора 3970 мм. Объем загружаемого в конвертор метана катализатора 38,5 м . Через центральную трубу смесителя, расположенного в верхней части конвертора, поступает паровоздушная смесь при 482 °С, а по кольцевому пространству парогазовая смесь при 835°С. [c.205] Для подачи воздуха в конвертор используют центробежный компрессор, оснащенный паровой конденсационной турбиной. Производительность центробежного компрессора 60 000 нм /ч. [c.205] Для получения пара под давлением 10,65-10 Па предусмотрен котел-утилизатор 13, использующий тепло конвертированной смеси после конвертора метана П ступени. [c.205] Конвертор оксида углерода I ступени 17 представляет собой вертикальный аппарат общей высотой 32 000 мм и внутренним диаметром 3800 мм. Конструкция конвертора обеспечивает радиальный ход газа через слой катализатора. В отличие от полочных конструкций конвертор с радиальным ходом газа имеет меньшее гидравлическое сопротивление, меньшую массу и габариты. Конструкция аппарата предусматривает загрузку катализатора через центральную трубу и нижний люк. [c.205] Конвертор оксида углерода И ступени 18 — полочный, в нем совмещаются процесс конверсии и сероочистки. В конверторе предусмотрена возможность перегрузки верхнего слоя катализатора в случае отравления его сернистыми соединениями. [c.205] Поглощение СО2 раствором моноэтаноламина (МЭА) под давлением с образованием бикарбонатов (при степени карбонизации свыше 0,5 мол. СОг/моль амина) происходит медленно, поэтому для достижения высоких степеней карбонизации необходимо увеличить время пребывания раствора МЭА на стаДии насыщения. [c.206] К значительному снижению затрат тепловой энергии на технологический процесс и уменьшению циркуляции раствора в технологической схеме крупнотоннажного агрегата привело увеличение степени карбонизации раствора. [c.206] Холод получают в абсорбционно-холодильных установках. Их работа основана на использовании низкопотенциального тепла конвертированной парогазовой смеси и отпарного газа разгонки газового конденсата. Предусмотрена тонкая очистка газа от СО и следов СО2. С этой целью устанавливается один агрегат метанирования 44. Он состоит из метанатора 44, двух подогревателей воды 43 и 42, аппарата воздушного охлаждения 41 и влагоотделителя. Очистка газа идет в присутствии катализатора. Агрегат синтеза аммиака при 32-10 Па работает с высокой степенью использования азотоводородной смеси при повышенной концентрации инертных газов в цикле, повышенной производительности катализатора, в нем происходит полная отмывка азотоводородной смеси от следов СО2. Последнее предотвращает опасность попадания твердых частиц аммиачно-кар-бонатных солей в аппаратуру высокого давления. Температура корпуса колонны синтеза 38 не должна превышать по расчету 250 °С. Колонна конструктивно выполняется из рулонированных и цельнокованных царг, сваренных между собой. Колонна синтеза 38 загружается гранулированным железным катализатором, который механически более прочен, чем кусковой, и создает меньшее гидравлическое сопротивление. [c.206] Вернуться к основной статье