ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы процесса получения техноло гического газа высокотемпературной конверсией углен водородных газов из "Производство технологического газа для синтеза аммиака и метанола из углеводородных газов" Ниже описываются принципы и основные показатели разработанных в ГИАП энерго-технологических схем производства аммиака мощностью 1500 т в сутки с применением автотермического метода конверсии природного газа для получения синтез-газа. [c.223] Все необходимое для производства аммиака количество энергии получается при срабатывании на турбинах мощностью, до 40 тыс. кет генерируемого внутри системы пара высоких параметров (140 ат, 560° С). Экономичное получение такого пара требует подвода низко- и высокопотенциального тепла в строго определенных соотношениях. В технологическом цикле производства аммиака имеется избыток низкопотенциального тепла. Вывод этого тепла из цикла. нерационален, так как приводит к прямым энергетическим потерям и дополнительным энергетическим затратам на снижение температурного уровня выводимого тепла. Для его использования в систему необходимо вводить определенное дополнительное количество высокопотенциального тепла. Источником его может служить любое топливо, в частности природный газ. [c.223] С целью увеличения общего к. п. д. системы в качестве рабочего тела, наряду с водяным паром, используют и дымовые газы при температуре около 800° С и давлении 7—8 ат. [c.223] Паро-воздушная конверсия природного газа. Процесс осуществляется на никелевом катализаторе под давлением 30 ат в конверторе шахтного типа по принципиальной схеме, приведенной на рис. У-19., Содержащийся в конвертированном газе избыточный азот конденсируется в блоке глубокого охлаждения с одновременным удалением остатков метана и окиси углерода. Чистая азото-водородная смесь поступает на синтез аммиака. [c.223] Как видно из приведенных данных, на 1 т МНз расходуется 1340 природного газа. При этом полностью удовлетворяются нужды всех стадий производства в паре и электроэнергии и выдается на сторону 1100 кет-ч электроэнергии. [c.225] Паро-кислородо-воздушная конверсия природного газа. Конверсию проводят смесью водяного пара и воздуха, обогащенного кислородом (—45% О2), на никелевом катализаторе под давлением 30 ат. Конвертированный газ, содержащий азот в количестве, необходимом для получения азото-водородной смеси стехиометрического состава, после использования высокопотенциального тепла для получения водяного пара высоких параметров поступает на конверсию окиси углерода. Далее он направляется на очистку от СО2, метанирование остатков СО и СО2, турбокомпрессию азото-водородной смеси и синтез аммиака. [c.225] Результаты расчетов технологических и расходных показателей конверсии природного газа по данной схеме приведены далее (см. табл. -1, схема 7). В конвертор при температуре около 400° С поступает реакционная смесь состава СН Н2О 0 N3 = = 1 3 0,7 0,85. При температуре на выходе из конвертора 950° С в газе остается 0,3% СН4, отношение (СО + На) N2 = 3. [c.225] Влажность конвертированного газа, газа. . . [c.226] Таким образом, несмотря на сравнительно низкий К. П. Д. энергетических машин, работающих в химической промышленности, их экономичность выше, чем на крупных современных тепловых электростанциях. [c.227] Современные аммиачные установки, построенные по энерго-технологическому принципу, могут вырабатывать 1—3 млн. квтп Ч электроэнергии в сутки. Химические и нефтехимические комбинаты, в состав которых входят установки производства аммиака (метанола, технического водорода), обычно включают целый ряд других производств, снабжение которых электроэнергией, вырабатываемой непосредственно на комбинате, позволит исключить капитальные затраты и эксплуатационные расходы на преобразующие устройства и линии электропередач. [c.227] Приведенные данные показывают, что эквивалентный расход природного газа для производства аммиака на основе двухступенчатой паро-воздушной конверсии природного газа по технологическому принципу примерно на 30% больше, чем по энерго-технологическому. Применение в энерго-технологических схемах паро-газового цикла вместо парового позволяет улучшить энергетические показатели на 5—7%. [c.227] Следует отметить, однако, что несмотря на важность энергетических показателей, они не могут служить единственным критерием для оценки экономичности различных схем производства аммиака. [c.227] В ГИАП разрабатываются методы оценки экономичности производств на основе математического моделирования с использованием термодинамических, энергетических и экономических показателей. [c.228] В настоящее время при строительстве аммиачных (метапольных, водородных) установок большой мощности выбор метода и схемы производства определяется степенью их отработанности и надежности, совершенством и простотой конструктивного оформления, степенью автоматизации, возможностью обеспечения строительства необходимым оборудованием и т. д. [c.228] Хинце И. О., Турбулентность, Физматгиз, 1963. [c.229] Высокотемпературная конверсия углеводородных газов представляет собой неполное горение их в кислороде, проводимое в свободном объеме в отсутствие катализатора. Основные продукты горения — водород и окись углерода. [c.230] Проведение реакции в отсутствие катализатора обеспечивается температурой горения, равной 1350—1450° С. Для автотермичности процесса при указанных температурах соотношение кислорода к углеводороду несколько повышают по сравнению со стехиометрическим коэффициентом 0,5и, в результате чего в продуктах реакции появляются двуокись углерода и водяной пар. [c.230] При получении, азото-водородной смеси для синтеза аммиака необходимое количество азота вводят либо с воздухом на стадии конверсии углеводородных газов, либо при очистке конвертированного газа от остатков окиси углерода промывкой жидким азотом. [c.230] При получении смесей водорода с окисью углерода для синтеза метанола с целью повышения отношения На СО в конвертированном газе до (2,0—2,5) 1 часть продуктов неполного горения углеводорода в кислороде подвергают конверсии водяным паром по уравнению (1-4). [c.230] Вернуться к основной статье