ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Принципиальные технологические схемы процесса из "Производство технологического газа для синтеза аммиака и метанола из углеводородных газов" В сатурационную башню орошаемого или пенцого типа из водонагревательного теплообменника (на рис. не показан) подается смесь химически очищенной воды и конденсата (парового или газового) при температуре 80—88° С. Природный газ нагревается в башне до 78—85° С и насыщается водяным паром. Степень насыщения соответствует температуре и давлению в сатураторе. Отношение пар газ после сатурации составляет 0,4—0,5. Вытекающая из башни вода при температуре 60—72° С подается насосом в водонагревательный теплообменник. Далее паро-газовая смесь поступает в межтрубное пространство кожухотрубчатого теплообменника 2, куда подают водяной пар для получения смеси с отношением пар газ — 1. Паро-газовая смесь, нагретая в теплообменнике до 500—600° С за счет тепла конвертированного газа, поступает в межтрубное пространство смесителя 3, в трубки которого подают кислород или кислородо-воздушную смесь при температуре 50— 60° С. [c.192] При получении технологического газа с небольшим содержанием азота технический кислород (95—98% Оз) из газгольдера сжимается кислорододувкой до 1,8—2,2 т, проходит регулятор расхода, сблокированный через регулятор соотношения с регулятором расхода природного газа, поступающего на конверсию, и через аварийный клапан-отсекатель поступает в смеситель 3. [c.192] При получении азотистого технологического газа переД кислорододувкой технический кислород в специальном устройстве смешивают с воздухом, поступающим из общезаводского воздухозаборного коллектора. Концентрацию кислорода в кислородно-воздушной смеси (в пределах 40—45%) и количество смеси устанавливают из условия достижения заданной температуры процесса конверсии и получения технологического газа с отношением (Нз + СО) N3 = 3,1. [c.192] При прохождении через слой никелевого катализатора ГИАП-3 реакционная смесь вначале подогревается до 500—550° С, после чего углеводороды взаимодействуют с кислородом и водяным паром. Состав получаемого технологического газа определяется температурой и давлением на выходе из конвертора метана. Обычно эта температура выше равновесной на 20—30 С. [c.193] Если количество соединений серы в исходном углеводородном газе не превышает 10 мг м , то для получения технологического газа с остаточным содержанием 2 или 0,5% СН4 температуру на выходе из конвертора 4 поддерживают соответственно на уровне 750— 775 или 850° С. При увеличении содержания сернистых соединений в исходном газе для достижения одинаковой степени конверсии метана температуру повышают (стр. 74). [c.193] Из конвертора газ с отношением водяной пар газ 0,23—0,28 поступает в увлажнитель 5, где быстро охлаждается до 600—650° С за счет испарения впрыскиваемого парового конденсата. В увлаяс-питель подают также определенное количество водяного пара для точного регулирования заданного соотношения пар газ на следующей стадии переработки технологического газа — конверсии окиси углерода. Конструктивно увлажнитель может быть совмещен с теплообменником, как показано на рис. V-1, или оформлен в виде отдельного аппарата. [c.193] Из увлалшителя конвертированный газ направляется в трубки теплообменника 2, охлаяодается там до 400° С и поступает в конвертор окиси углерода. Для точного регулирования температуры предусмотрена байпасная линия, по которой часть газа может быть отведена из увлажнителя помимо теплообменника. Отношение пар газ в конвертированном газе, выходящем из теплообменника, обычно составляет примерно 0,4 при паро-кислородо-воздушной и 0,62—0,65 при паро-кислородной конверсии природного газа. [c.193] Для автоматического регулирования заданных параметров про-.цесса установка снабжена сиртемой регуляторов давления, расхода, температуры, соотношения потоков, уровня воды, а также отсека-телями для автоматического отключения аппаратов в аварийных случаях. [c.193] Схема производства газа для синтеза метанола при низком давлении. Технологический газ для синтеза метанола должен содержать не более 0,5% GH4 и минимальное количество азота и аргона (не более 1%) отношение Н2 СО в нем должно быть в пределах (2,2—2,4) 1. Газ, удовлетворяющий этим условиям, получают методом паро-кислородо-углекислотной конверсии углеводородных газов. Принципиальная схема процесса представлена на рис. V-2. [c.193] В сатурационной башне 1, хордовая насадка которой орошается водой при температуре около 80° С, оба технологических потока перемешиваются, нагреваются и насыщаются парами воды. Из сату-рациопной башни смесь примерного состава газ водяной пар двуокись углерода = 1 0,35 0,33 при темцературе 75° С поступает в межтрубное пространство кожухотрубчатого тейлообмеппика 2. Сюда подают также дополнительное количество пара, необходимое для получения отношения пар газ =0,68, и газовый поток нагревается до 500° С за счет тепла конвертированного гааа. [c.195] Из теплообменника газовая смесь поступает в смеситель 3 для смешения с кислородом. Путь технического кислорода от газгольдера до смесителя аналогичен описанному в схеме V- . Хорошо перемешанная реакционная смесь при температуре 400—430° С поступает из смесителя со скоростью 40—80 м/сек в конвертор 4 на слой никелевого катализатора. Конвертированный газ при температуре 850— 900° С направляется из конвертора по футерованному теплоизоляционным огнеупорным лштериалом газоходу в котел-утилизатор 5 для получения пара давлением 6—8 ат при температуре 160—170° С. Из котла-утилизатора газ при температуре около 600° С поступает в трубки теплообменника 2, г е отдает свое тепло исходной парогазовой смеси, и при температуре около 300° С направляется на дальнейшую подготовку к синтезу метанола. [c.195] Схема производства газа для синтеза аммиака и метанола при давлении 20 ат. Повышение давления на стадии конверсии углеводородных газов с 1,7 до 20 ат, как указывалось ранее (стр. 94), позволяет снизить себестоимость аммиака и метанола и уменьшить удельные капитальные вложения на строительство установки. Производительность 1 м катализатора в процессе под давлением 20 ат в 4— 5 раз больше, чем в промышленных реакторах шахтного типа, работающих при давлении, близком к атмосферному. [c.195] Природный газ из коллектора при давлении, достаточном для преодоления обш,его сопротивления, поступает в цеховую систему регулирования давления, которая может быть общей для всего цеха или, как показано на рис. V-3, индивидуальной для каждого агрегата. Автоматический регулятор расхода природного газа, сблокированный с регуляторами расхода пара и кислорода (через регулятор соотношения), устанавливают на каждом агрегате. Заданное количество природного газа при постоянном давлении около 22 ат поступает в межтрубное пространство теплообменника 1. [c.196] Насыщенный водяной пар из цехового коллектора при давлении 25 ат и температуре 223° С через обратный клкпан и регулятор давления подводится к агрегатам. В каждом агрегате пар проходит через систему регулирования расхода, сблокированную с системой расхода поступающего на процесс природного газа, и подается в ту часть межтрубного пространства теплообменника 1, где природный газ нагрет до 200—250° С. В теплообменнике паро-газовая смесь с отношением пар газ =2 1 нагревается до 400° С конвертированным газом, выходящим из конвертора окиси углерода, и поступает в смеситель для смешершя с паро-кислородной смесью. [c.196] Для снижения концентрации кислорода в начальный момент смешения с паро-газовой смесью часть необходимого для процесса водяного пара направляют в смеситель 2 для смешения с кислородом. Во избежание конденсации водяных паров при смешении их с ненагретым кислородом подают перегретый водяной пар при давлении 25 ат и температуре 450° С. [c.196] Технический кислород (95—98% Og) после турбокомпрессора проходит через регулятор давления и при температуре 60—80° С и давлении 22—23 ат поступает в цеховой коллектор. Отсюда он направляется в систему регулирования расхода, сблокированную с регулятором расхода природного газа, и далее в смеситель 2 для смешения с водяным паром. Паро-кислородная смесь с отношением Оз НгО =1 1 при температуре около 300° С поступает в паро-газо-кислородный смеситель 3. [c.196] Все технологические линии снабжены обратными клапанами, быстродействующими отсекателями, вентилями и задвижками, при помощи которых производится отсечка потоков в случае аварии, а также пуск и остановка агрегата. Азот в данной схеме подают только на продувку агрегата и коммуникаций. В случае аварийных остановок после прекращения поступления кислорода и природного газа в конвертор некоторое время продолжает поступать водяной пар, что предотвращает возможность образования взрывоопасной смеси (в случае неплотности арматуры). [c.196] Технологическая схема, приведенная на рис. У-3, при использовании конвертированного газа для синтеза метанола изменяется следующим образом. Вместо увлажнителя в нижней части конвертора устанавливают котел-утилизатор (рис. У-4) для получения пара под давлением 24—26 ат. После котла-утилизатора конвертированный газ при температуре 450° С направляется в теплообменник 1, откуда при 310° С поступает в подогреватель конденсата (для питания котла-утилизатора), где охлаждается до 230° С. Для окончательного охлаждения газ поступает в систему скрубберов, орошаемых циркулирующим конденсатом. После смешения с газом высокотемпературной конверсии метана технологический газ направляется на дальнейшую подготовку к синтезу метанола. [c.198] Газ для синтеза метанола с отношением Нз СО = 2,3 может быть получен также непосредственно в процессе каталитической паро-кислородо-углекислотной конверсии метана в шахтных реакторах под давлением 20—30 ат. [c.198] Агрегаты конверсии углеводородов в шахтных реакторах при повышенном давлении оснаш ены системой контрольно-измерительных приборов, автоматических регуляторов и блокировок. Пуск агрегата, регулирование процесса и остановки осуш ествляютс с центрального пульта управления. [c.199] Вернуться к основной статье