Обратная технологическая связь.

Характеризуется наличием рециркуляционного потока (обратного), связывающего выход последующего элемента хтс со входом предыдущего. Эта связь предусматривает многократное возвращение потока в один и тот же элемент системы.

Обратный поток может огибать как один элемент, так и несколько. Поступающий в рециркуляционный контур поток m1 называется прямым,

Поток m2 проходит через все аппараты и определяет режим их работы, называется главным потоком. Поток m3 является побочным.

Многократное возвращение в один и тот же элемент хтс непрореагировавшей части реагентов позволяет решить главную задачу использования этого типа связи – повышение степени использования сырья. (повышение степени превращения).

Выделение продукта из реакционной смеси предотвращает снижение концентрации реагирующих веществ, дает возможность поддерживать высокую скорость процесса.

При проведении сложных процессов данный вид связи дает возможность управлять соотношением реагентов, добиваясь высокой избирательности и одновременно поддерживать высокий выход целевых продуктов.

Коэффициент рециркуляции показывает, какая доля выходного потока после его разветвления возвращается на вход предыдущего элемента: R=V₁/V₂

V₁ – поток, возвращаемый на вход предыдущего элемента,

V₂ – поток, проходящий через параллельные элементы.

Если хтс содержит хотя бы одну обратную связь, то такая система является замкнутой (циклической).

Разомкнутые хтс – системы с открытой цепью, могут включать последовательную, параллельную, последовательно-обводную (байпасную) технологические связи.

5. Комбинированные хтс – включают различные типы технологических связей, что увеличивает эффективность работы хтс.В большинстве существующих ХТС характер технологических связей представляет собой сложную комбинацию рассмотренных нами типовых связей. В этом мы убедимся при изучении схем производств различных веществ.

Очистка конвертированного газа от диоксида углерода СО2. Моноэтаноламиновая очистка газов от СО2, физико-химические основы процесса, технологический режим и аппаратурное оформление.

Принципиальная схема получения азотоводородной смеси.

1 – очистка СН₄

2 – трубчатая печь, паровая конверсия

3 – кислородная конверсия

4 – конверсия СО

5 – очистка СО и СО₂

Для удаления из азотоводородной смеси оксидов углерода применяют абсорбционные, адсорбционные и каталитические методы очистки.

Наиболее широко применяют процессы очистки газов от СО₂ растворами моноэтаноламина (МЭА) и поташа (К₂СО₃). Эти хемосорбенты обладают высокими емкостью и селективностью. Их недостаток – большой расход теплоты на 1м³ очищаемого газа при высокой концентрации диоксида углерода в исходной смеси.

Очистка от СО₂.

1 стадия – поглощение СО₂ водой

2 стадия – абсорбция (диэтаноламин и моноэтаноламин, ДЭА и МЭА).

30% раствор МЭА или ДЭА.

Способ МЭА очистки основан на том, что водные растворы МЭА образуют с диоксидом углерода карбонаты и гидрокарбонаты, которые при температуре свыше 100 ᵒС диссоциируют, выделяя диоксид углерода. Процесс описывается реакциями:

2RNH₂+CO₂+H₂O→(RNH₃)₂CO₃

(RNH₃)₂CO₃+CO₂+H₂O→2RNH₃HCO₃

R – радикал -CH₂CH₂OH

Т=40-60ᵒС

Для очистки от СО₂ применяют водный раствор МЭА с концентрацией активного компонента до 20 % масс. Растворы более высокой концентрации использовать нецелесообразно по следующим причинам: резко усиливается коррозия оборудования, возрастают потери растворителя, увеличивается вязкость раствора, что ухудшает смачивание насадки и снижает коэффициент абсорбции.

При МЭА очистке основные энергетические затраты связаны с расходом теплоты на регенерацию абсорбента.

Основными технологическими параметрами очистки газа являются давление абсорбции и регенерации, температура, концентрация раствора.

Особенности схемы очистки зависят от общей схемы производства. В производстве аммиака и водорода с низкотемпературной конверсией СО очистку от СО₂ проводят под давлением 1-3 МПа до остаточного содержания диоксида углерода 0,01-1 % с последующей тонкой очисткой от СО и СО₂ метанированием.

Рис. Схема однотопочной циркуляционной абсорбционно-десорбционной установки очистки газа от диоксида углерода:

1 – абсорбер, - 2,7 – насосы, 3 – теплообменник, 4 – регенератор, 5 – кипятильник, 6 – дефлегматор, 8 – холодильник.

Очищаемый газ входит внизу в абсорбер 1, в верхнюю часть которого поступает регенерированный раствор абсорбента. Из абсорбера 1 раствор (МЭА насыщенный СО₂) с помощью насоса 2 через теплообменник 3 подают в регенератор 4. Раствор, пройдя сверху вниз регенератора 4, нагревается за счет теплоты парогазовой смеси, образующейся в кипятильнике 5. Несконденсированную в регенераторе 4 парогазовую смесь направляют в дефлегматор 6, после которого отделяют диоксид углерода от флегмы, которую возвращают на орошение регенератора. Регенерированный раствор (МЭА ненасыщенный СО₂) из нижней части регенератора направляют через теплообменник 3 и водяной холодильник 8 с помощью насоса 7 в абсорбер.

Разгонка раствора МЭА, которая предусматривается во всех современных установках, является главным средством снижения потерь амина, предотвращения вспенивания и снижения коррозии. Основное преимущество МЭА очистки – возможность почти полной абсорбции СО₂ из газа и использование аппаратуры с относительно небольшими размерами.

Тонкая очистка от СО₂

Гидрирование: СО₂+4Н₂→СН₄+2Н₂О+Q

СН₄ – не является каталитическим ядом.

Дата добавления: 2015-08-18