ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Очистка газов от окиси и двуокиси углерода каталитическим гидрированием из "Технология связанного азота Издание 2" Для производства синтетического аммиака в азотоводородной смеси практически допустимо следующее содержание примесей (в см /м ) 10—20 СО, до 5 СОз, до 20 Оз- В сумме кислородсодержащих примесей должно быть не более 25 см /м . [c.225] В зависимости от концентрации кислородсодержаш их примесей в азотоводородной смеси или водороде применяются различные способы каталитического гидрирования (табл. V- ). [c.226] Для метанирования применяется никельалюминиевый катализатор на носителе, содержащий 20—40% никеля. В состав ого входят окись алюминия, соединения магния и кальция. Катализатор имеет форму таблеток. Насыпная плотность такого катализатора 1000— 1100 кг/м . При давлении 20—40 кгс/см (2—4 МН/м ) объемная скорость на этом катализаторе допускается 4000—15 ООО ч . Достоинством никельалюминиевого катализатора перед никельхромо-вым является высокая термостойкость (выдерживает нагревание до 600—650 °С), остаточное содержание СО в газе составляет менее 10 см /м . Никельалюминиевый катализатор работает в восстановленном состоянии. Восстановление катализатора ведут при 300— 400 °С водородсодержащим газом. Никельалюминиевый катализатор допускает присутствие влаги в газе до 50%, соединения мышьяка и серы действуют на него отравляюще. [c.226] Присутствие в газе двуокиси углерода и кислорода не влияет на процесс гидрирования окиси углерода. Напротив, гидрированию двуокиси углерода препятствует присутствие в газе окиси углерода. Для повышения скорости гидрирования Og следует увеличить линейную скорость газового потока через слой катализатора. При этом каталитический процесс переходит во внешнюю диффузионную область и скорость гидрирования Og резко возрастает, приближаясь к скорости, наблюдаемой при отсутствии СО. [c.226] Преимуществом процесса каталитического гидрирования является возможность достижения тонкой очистки. [c.226] Его недостаток заключается в увеличении концентрации метана в азотоводородной смеси, идущей на синтез аммиака. [c.227] Установка метанирования. На рис. У-1 приведена схема процесса метанирования газа после низкотемпературной конверсии окиси углерода и удаления основного количества двуокиси углерода путем моноэтаноламиновой очистки под давлением. [c.227] Очищенный газ — азотоводородная смесь — при 350 °С поступает в теплообменники 4 в. 5, где, охлаждаясь, нагревает воду, подаваемую на питание котлов-утилизаторов и на деаэрацию. В этих теплообменниках газ охлаждается до 70—78 °С. [c.227] Дальнейшее охлаждение и конденсация водяных паров из газа осуществляются в аппарате воздушного охлаждения 6. Охлажденная до 40 С азотоводородная смесь под давлением 25 кгс/см (2,5 МН/м ) проходит влагоотделитель 7, где отделяется газовый конденсат, ж направляется на компрессию. [c.227] Увеличение концентрации СО и СОа в поступающем на очистку газе сопровождается повышением температуры в метанаторе за счет протекания сильно экзотермических реакций гидрирования (V.1) и (V.2). Проскок СО или Og при резком нарушении нормального технологического режима или в аварийных случаях может вызвать недопустимый для катализатора и корпуса метанатора подъем температуры. Предельная концентрация (СО + Og) допускается не более 1,8 объемр. %. Во избежание недопустимого повышения температуры в метанаторе предусмотрена защитная блокировка, срабатывающая при температуре в метанаторе 430 °С. При этом закрывается отсекатель на линии подачи газа в метанатор и газ через регулятор давления выбрасывается на факельную установку до метанатора. [c.228] Метанатор представляет собой вертикальный шахтный аппарат с эллиптическим днищем, внутри которого расположен слой таблеток (5x5 мм) никельалюминиевого катализатора. [c.228] Объемная скорость газа в метанаторе около 4000 ч , линейная — 0,35-0,4 м/с. [c.228] Теплообменное оборудование представляет собой типовые тепло-обменные аппараты кожухотрубчатые, с U-образными трубками или одноходовые с плавающей головкой. [c.228] В установках непродуцирующего предкатализа процесс гидрирования протекает в колонне синтеза на никельхромовом катализаторе при 200—250 °С. Такая температура поддерживается путем нагревания газа электрическим подогревателем. После контактирования газ поступает в холодильник, где конденсируются образующиеся нары воды, а затем подается на синтез аммиака. [c.228] В установках продутщрующего предкатализа процесс гидрирования может протекать и на обычном катализаторе синтеза аммиака при 550—600 °С. В этом случае в колонне гидрирование СО, СО и Ог происходит одновременно с синтезом аммиака. [c.228] В процессе продуцирующего предкатализа не требуется затрат электроэнергии и вырабатывается дополнительное количество аммиака. Однако в последнее время этим установкам предпочитают установки ненродуцирующего предкатализа, что объясняется кратковременностью пробега катализатора в колоннах продуцирующего предкатализа. [c.228] Вернуться к основной статье