ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Технологические схемы конверсии метана и окиси углерода из "Производство аммиака из природного газа " Одноступенчатая каталитическая конверсия метана с парокислородовоздушной смесью. На действующих предприятиях азотной промышленности наибольшее распространение имеет совмещенная каталитическая конверсия метана с парокислородовоздушной смесью и окиси углерода с водяным паром. Схема агрегата совмещенной конверсии представлена на рис. 4. [c.24] Конвертированный газ, имеющий температуру 850° С, из конвертора направляется в увлажнитель 3, куда подается конденсат. За счет испарения конденсата газ охлаждается до температуры 640° С и насыщается парами воды до соотношения пар газ = 0,4 1. Увлажненный конвертированный газ с температурой 625° С поступает в трубное пространство теплообменника 2, где отдает тепло парогазовой смеси, идущей в конвертор метана, охлаждаясь при этом до 400° С. Теплообменник 2 и увлажнитель 3 совмещены в один аппарат. Далее газ поступает в двухступенчатый конвертор окиси углерода 6, в котором на железохромовом катализаторе протекает взаимодействие СО с водяным паром. Между ступенями конвертора впрыскивается конденсат, который охлаждает газ до температуры 370° С и обогащает его парами воды. [c.25] Конвертированный газ, содержащий до 3,5% СО и имеющий температуру около 400° С, направляется в котел-утилизатор 7, где за счет охлаждения газа получают насыщенный водяной пар давлением 5—8 ат. Полученный в котлах-утилизаторах насыщенный пар используется для конверсии метана и окиси углерода и для регенерации растворов, применяемых для очистки газов. Газ с температурой около 200° С из котла-утилизатора поступает в водонагревательный теплообменник 8. В нем вода, циркулирующая между сатурационной башней и водонагревательным теплообменником, нагревается до температуры 85° С. [c.25] Циркуляция ВОДЫ осуществляется насосом 10. Количество испарившейся в сатурационной башне воды компенсируется добавлением химически очищенной воды. [c.26] Двухступенчатая каталитическая конверсия метана с водяным паром под давлением, близким к атмосферному. Принципиальная схема установки представлена на рис. 5. [c.26] Природный газ поступает в теплообменник 8, где нагревается до температуры 380° С за счет тепла конвертированного газа. После теплообменника газ направляется в аппарат сероочистки 10, заполненный поглотителем на основе окиси цинка, где очищается от сернистых соединений до содержания серы 2—3 мг м . В смесителе 9 газ смешивается с водяным паром до объемного соотношения пар газ = 2,5 1. Водяной пар предварительно нагревается до 380° С в пароперегревателе 7 за счет тепла газов, образующихся в результате конверсии окиси углерода. Регулирование соотношения пар газ осуществляется автоматически. [c.26] Парогазовая смесь с температурой 380° С поступает на первую ступень конверсии метана — в трубчатую печь 1. [c.26] Температуру газа, поступающего на конверсию окиси углерода, регулируют, изменяя подачу конденсата в увлажнитель 3 или подавая часть газа непосредственно в увлажнитель, минуя котел-утилизатор. Конверсия окиси углерода происходит в двухступенчатом конверторе 6, перед которым установлен смеситель 5 для смешения поступающего на конверсию газа с дополнительным количеством пара. [c.28] После конвертора 6 газ разделяется на два параллельных потока. Один из них проходит через пароперегреватель 7, а другой — через теплообменник 8, где конвертированный газ охлаждается, отдавая тепло пару и природному газу, идущим на конверсию. Затем конвертированный газ дополнительно охлаждается, очищается от кислородсодержащих веществ и используется для синтеза аммиака. [c.29] Одноступенчатая каталитическая парокислородная конверсия метана при повышенном давлении в реакторе шахтного типа. Схема установки изображена на рис. 6. [c.29] Каталитическая конверсия при повышенном давлении имеет ряд преимуществ перед конверсией метана ранее рассмотренными способами более низкие капитальные затраты, меньший расход электроэнергии и сырья, более низкая себестоимость аммиака. [c.29] Природный газ в отделение конверсии поступает с газораспределительной станции под давлением 35—40ати распределяется по отдельным агрегатам. В агрегате природный газ поступает в межтрубное пространство теплообменника 3, куда подается насыщенный пар под давлением 26 ат. Пар смешивается с газом в соотношении 2 1. Парогазовая смесь нагревается в теплообменнике горячим конвертированным газом до температуры 400° С и поступает в смеситель 4 конвертора метана. Кислород, необходимый для процесса каталитической конверсии метана, под давлением 21 ат поступает в смеситель 4 из цеха разделения воздуха. [c.29] Давление природного газа, кислорода и пара стабилизируется регуляторами давления, установленными на коллекторах указанных потоков. [c.29] Необходимое соотношение газа, пара и кислорода обеспечивается автоматически регуляторами соотношения. Парогазокислородная смесь с температурой 350°С направляется в конвертор метана 5, где на никелевом катализаторе при температуре 900° С и давлении 20 ат протекает процесс взаимодействия метана с кислородом и водяным паром. [c.29] После конвертора второй ступени газовая смесь поступает в трубки теплообменника 3, где охлаждается до температуры 300° С. Далее конвертированный газ направляется в скруббер 2 первой ступени охлаждения, в котором охлаждается циркулирующим конденсатом до температуры 120° С. При этом конденсируется большая часть водяных паров, содержащихся в газе. Окончательное охлаждение газа до температуры 40° С происходит в скруббере/второй ступени охлаждения. Здесь же происходит почти полная конденсация водяного пара. [c.31] Двухступенчатая каталитическая паровоздушная конверсия метана в трубчатых печах под давлением. На предприятиях азотной промышленности получает широкое распространение схема производства аммиака на базе паровоздушной конверсии природного газа в трубчатых печах и низкотемпературной конверсии СО под давлением 20— 30 ат. Эта схема экономически наиболее выгодна. Принципиальная схема установки двухступенчатой каталитической паровоздушной конверсии природного газа в трубчатых печах под давлением 20 ат изображена на рис. 7. [c.31] Природный газ под давлением 2 6ат нагревается до 410°С в аппарате 7 топочными газами и поступает на очистку от серы в аппарат 2. В аппарате на кобальтмолибденовом катализаторе происходит гидрирование серосодержащих органических соединений. Образующийся при этом сероводород поглощается окисью цинка в двух последовательно соединенных аппаратах 3 а 4. Газ, очищенный от сернистых соединений (количество последних не должно превышать 1 лг/л в расчете на 5), проходит дополнительный подогреватель 6 и смешивается в аппарате 5 с паром давлением 30—40 ат и температурой до 400° С. После смешения с паром объемное соотношение пар газ в смеси составляет 4 1. Затем парогазовая смесь поступает в реакционные трубы трубчатой печи 11, где на никелевом катализаторе происходит конверсия метана. Трубы снаружи обогреваются продуктами сжигания природного газа в беспламенных панельных горелках. Температура наружной поверхности реакционных труб достигает 900° С. [c.31] В нижней части конвертора расположен увлажнитель 13, куда впрыскивается конденсат, при испарении которого температура конвертированного газа снижается до 430— 435° С. Затем парогазовая смесь с соотношением пар газ= = 1,24 1 поступает в конвертор 14 первой ступени конверсии окиси углерода. Конверсия СО с паром проводится при температуре 470—475° С на цинкхромовом катализаторе. Содержание окиси углерода в газе после первой ступени уменьшается от 12 до 2,5%. [c.32] После первой ступени конверсии СО газ направляется 8 котел-утилизатор 15, в котором за счет использования тепла газа получают водяной пар давлением 35—40 ат. Затем газ проходит холодильник 16, орошаемый конденсатом, где температура газовой смеси понижается до 260° С, а объемное соотношение пар газ возрастет до 1,4 1. [c.32] В аппарате 17 парогазовая смесь дополнительно очищается от серы и поступает в конвертор 18 второй ступени, где на низкотемпературном катализаторе проводится конверсия остатков СО. Содержание СО на выходе из конвертора второй ступени составляет 0,3% об. [c.32] Вернуться к основной статье