МГОУ имени В.С. Черномырдина. По аммиаку сложилась рыночная тенденция, когда действительно необходимая или

По аммиаку сложилась рыночная тенденция, когда действительно необходимая или практическая потребность определяет масштабы производства. Это благоприятно сказывается и на экологической обстановке.

Из технических предложений, в т.ч. и реализованных (в агрегате АМ-88-500), по усовершенствованию производства аммиака отметим следующие;

1) улучшение условий использования тепла (использование тепла отходящих га­
зов для подогрева наружного воздуха, поступающего в трубчатый реактор для сжигания природного газа при обогреве реакционных труб);

2) применение физической абсорбции (чаще всего рекомендуют растворы К-метилпиролидина, пропиленкарбонаты) при поглощении СО₂;

3) промежуточное выделение СО₂ при двухстадийной конверсии СО;

4) применение кислорода и тем самым проведение конверсии метана в одну стадию

5) уменьшение содержания инертных газов (инертов) в циркуляционном газе и более полное извлечение аммиака из циркуляционного газа - извлечение аммиака водой под давлением после конденсации;

6) применение двух колонн синтеза, причем первая из них используется в начале технологической схемы как колонна предсинтеза, либо применение наряду с основной колонной синтеза аммиака параллельной колонны меньшей мощности - для увеличения производительности агрегата. Применяются колонны с радиальной насадкой;

7) извлечение из танковых и продувочных газов не только аммиака (что выполняется), но и водорода методом криогенного разделения.

Наблюдается тенденция к снижению давления в отделении синтеза аммиака с 300 до 100-120 атм., что позволит уменьшить энергозатраты на компрессию, снижению требований по технологиям и техники безопасности к применяемому оборудованию и затрат металла. Снижение давления стало возможным благодаря появлению промышленного рутениевого катализатора ИКСА.

Еще в начале 90-х годов XX века в Государственном институте азотной промышленности разработан агрегат типа АМ-88-500, затраты тепла в котором составляют 9,36 Гкам/т аммиака. Давление синтеза 100-120 атм., катализатор СА- Однако снижение давления потребовало 3-кратного увеличения (по сравнению с агрегатом 1360 т/сут аммиака) объема катализатора и проектирования двух колонн синтеза с объемом 75 м катализатора в каждой.

Однако при более низком давлении процесса синтеза ухудшились условия конденсации: вместо охлаждения азото-водородоаммиачной смеси на второй ступени до температуры -10 "С (агрегат АМ-80) в новом агрегате предусмотрено газовую смесь охлаждать до минус 17 °С. Для температуры -17 "С аммиачного испарителя недостаточ­но и требуется заложить в проект агрегата AM-8S-500 холодильную установку.

Технологическая схема агрегата АМ-88-500 состоит из следующих основных стадий:

Сжатие природного газа до давления 4,4 МПа в центробежном компрессоре. Глубокая очистка природного газа от серосодержащих соединений со стадиями гидрирования на алюмокобальтмолибденовом катализаторе и поглощения сероводорода поглотителем на основе цинка (тип поглотителя оксидно-цинковый ГИАП-10 или ГИАП-ПС). Очистка проходит при температуре 370-400 °С и давлении 4,2 МПа. На­чальное содержание серы в природном газе до 10 мг/ги - после очистки содержание серы не более 0,5 мг/м. На стадиях гидрирования и сероочистки установлено по 1 ап­парату радиального типа с объемом катализатора 8 и 20 м катализаторов алюмоко-бальтмолибденового и ГИАП-10 соответственно.

Сжатие кислородовоздушной смеси до 4.1 МПа в центробежном турбоком­ прессоре. Агрегат АМ-88-500 дополнительно оснащен блоком разделения воздуха (методом ректификации) для обеспечения схемы техническим кислородом, содержащим 95 % О₂, и азотом.

Парокислородовоздушная конверсия метана в одну ступень в шахтном конверторе. Смесь содержит 40,7 % об. кислорода; соотношение пар: газ равно 2,97: 1; шахтный конвертор содержит 44 м³ катализатора ГИАП-8, температура газа на выходе из конвертора 920 "С, остаточная доля метана в конвертированном газе 0,77 % об.

Конверсия оксида углерода в две ступени при давлении 3,4 МПа. На первой ступени при температурах 360 "С (на входе в конвертор) и 415 °С (на выходе) с использо­ванием среднетемпературного железохромового катализатора СТК-ЗМ (новой регулируемой геометрической формы). Очистка от СО позволяет получить газ с концентрацией 2,5 % об. Конверсия на второй ступени идет при температуре 192 °С с использованием катализатора НТК-8 (на основе цинка), остаточное содержание СО в очищен­ном газе не превышает 0,3 % об.

Очистка конвертированного газа отСО₂, которая осуществляется смесью хемосорбента с физическим растворителем. Смешанный абсорбент имеет состав в масс.%: 20 % моноэтаноламина и 68 % Ы-метилпирролидия, остальное - вода. Очистка от СО₂
осуществляется в две ступени с охлаждением раствора после второй ступени. Осуществляется также регенерация абсорбента: часть регенерируется в детандерах сбросом давления без обмена тепла при адиабатическом расширении, другая часть абсорбента попадает в регенератор-рекуператор.

Метанирование - или глубокая каталитическая очистка газа от оксида и диоксида углерода путем гидрирования их в метан и осушка очищенного от следов СО и СО₂ газа на цеолитах. Процесс осуществляется при давлении 6,0 МПа при температуре 250-340 "С на никельалюмохромовом катализаторе (обьеги катализатора в метанаторе составляет 35 м" Достаточное содержание СО и СО₂ составляет не более 5 см /м газа каждого компонента. Тепло горячего газа после метанирования используется для по­догрева газа, поступающего на метанирование. Адсорбция влаги из синтеза-газа осуществляется в двух попеременно работающих адсорберах (18 м³ цеолита в каждом).

Дата добавления: 2015-09-01