ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Различные способы конверсии метана из "Технология соединений связанного азота" На действующих предприятиях азотной промышлепности наибольшее распространение получил способ совмещенной каталитической конверсии метана и окиси углерода, схема которого представлена на рис. 1. [c.15] Природный газ, содержащий 95—97% метана, под давлением 3—5 ат поступает из газораспределительной станции в коллектор отделения совмещенной конверсии метана и окиси углерода . [c.15] Пройдя распределительный узел, природный газ под давлением 1,5—1,7 ат направляется к отдельным агрегатам. В агрегате газ поступает в нижнюю часть сатурационной башни 1, имеющей насадку. Сверху башня орошается горячей водой (85— 90° С). Вследствие этого газ нагревается до 80—82° С и насыщается парами воды до объемного соотношения пар газ = = 0,43 1. Парогазовая смесь из сатурационной башни поступает в межтрубное пространство теплообменника 2. В теплообменнике смесь насыщается паром до соотношения пар газ =1 1 и подогревается до температуры 500—600° С за счет тепла конвертированного газа. Далее нагретая парогазовая смесь поступает в смеситель 3 конвертера метана 4. Кислород из цеха разделения воздуха, содержащий Ог = 95% N2 = 0,5%, Аг = 4,5%, и воздух поступают в смеситель, установленный на коллекторе центробежного нагнетателя М. Воздушно-кислородная смесь через холодильник 15 и обратный гидрозатвор 6 центробежным нагнетателем 14 подается в смеситель 3. Обратный гидрозатвор со сливными стаканами служит для предотвращения попадания природного газа в коллектор воздушно-кислородной смеси и образования взрывоопасной концентрации газов. Паровоздушнокислородная смесь, имеющая температуру 400° С, из смесителя 3 проходит с большой скоростью смесительный канал и сверху поступает в конвертер метана 4. В конвертере метана на никелевом катализаторе при температуре 1100—850°С протекают реакции метана с кислородом и водяным паром. [c.15] Конвертированный газ, имеющий температуру 850° С, из конвертера направляется в увлажнитель 5, в который подается конденсат. За счет испарения конденсата газ охлаждается до те.чпературы 640° С и насыщается парами воды до соотношения пар газ = 0,4 1. [c.17] Увлажненный конвертированный газ с температурой 625° С поступает в трубное пространство теплообменника 2, где отдает тепло парогазовой смеси, идущей в конвертер метана, охлаждаясь при этом до температуры 400° С. Температура газа, поступающего в конвертер метана, регулируется количеством впрыскиваемого в увлажнитель конденсата и перепуском части горячего газа по байпасной линии мимо теплообменника на схеме не показана). [c.17] После теплообменника 2 увлажненный н охлажденный конвертированный газ поступает в конвертер окиси углерода 7. [c.17] В конвертере окиси углерода на железохромовом катализаторе протекает реакция взаимодействия СО с водяным паром. Конверсия окиси углерода осуществляется в две ступени. В последнее время применяются конвертеры радиального типа. Между ступенями конвертера впрыскивается конденсат, который о.хлаждает газ до температуры 370° С и обогащает его парами воды. Конденсат в увлажнители-испарители конвертера оки- си углерода подается насосами 18 из бака 19. [c.17] Конвертированный газ, содержащий до 3,5% СО я имеющий температуру около 400° С, направляется в котел-утилизатор 10, где за счет охлаждения газа получают насыщенный водяиой пар давлением 5—8 ат. Для питания котлов-утилизаторов ис-пользуется паровой конденсат из отделения моноэтаноламино-вой очистки или химически очищенная вода. Полученный в кот-лах-утилизаторах насыщенный пар используется для конверсии метата и окиси углерода и для регенерации отработанных растворов. [c.17] Газ с темлературой около 200° С из котла-утилизатора поступает в водонагревательный теплообменник 11. В нем вода, циркулирующая между сатурационной башней и водонагревательным теплообменником, нагревается до температуры 85° С. [c.17] Циркуляция воды осуществляется насосом 21. Количество испарившейся в сатурационной башне воды компенсируется добавлением химически очищенной воды. [c.17] Кроме того, на схеме представлены котел 8, пароперегреватель 9, насос для подачи конденсата 13, насос для подачи химически очищенной воды в сатурационную башню 16, сборник химически очищенной воды 17, сборник конденсата 20. [c.17] В отделении конверсии метана и окиси углерода автоматизированы основные технологические процессы. Это дает воз.можность авто.матически поддерживать заданный режим, сигнализировать об отклонениях параметров от норм и в случае аварийного нарушения режима ставить аппараты в безопасное положение. Управление осуществляется с центрального пульта. [c.18] На рис. 2 представлена принципиальная схе.ма двухступенчатой каталитической конверсии. метана с водяным ларо.м. [c.18] Природный газ поступает в теплообменник 8, где нагревается до те.мпературы 380° С за счет тепла конвертированного газа. После теплообменника газ поступает в аппарат сероочистки 10, заполненный поглотителем на основе окнси цинка, где очищается от сернистых соединений до содержания серы 2—3 газа. 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 после конверсии окиси углерода. Регулирование соотношения пар газ осушествляется автоматически. [c.18] Парогазовая смесь с температурой 380° С поступает на 1-ю ступень конверсии метана — в трубчатую печь 1. Трубки внутри заполнены никелевым катализатором, а снаружи обогреваются продуктами сгорания природного газа, сжигаемого в газовых горелках. Температура газов на выходе из трубчатой печи поддерживается автоматически в пределах 700—800° С путем изменения подачи газа в горелки. [c.18] В 1-й ступени конверсии происходит окисление метана приблизительно на 70%- Далее газ поступает в конвертер 2 2-й ступени, в котором при температуре 850—1000° С на никелевом катализаторе происходит практически полное окисление метана. Перед входом в конвертер 2-й ступени к газу добавляется воздух. За счет сжигания части газа повышается температура. Остаточный метан почти полностью реагирует на никелевом катализаторе при температуре 850—900° С. Конвертированный газ на выходе из конвертера содержит до 0,5% метана. [c.18] После конвертера 2 газ поступает в котел-утилизатор 4, в ко-то ром те.мпература газа понижается до 400° С, а тепло используется для получения водяного пара. Для снижения температуры газа и дополнительного его насыщения водяным паром газ проходит через увлажнитель 3. [c.18] После конвертера 6 газ разделяется на два параллельных потока. Один из них проходит через пароперегреватель 7. а другой—через теплообменник 8. Конвертированный газ в этих аппаратах охлаждается, отдавая тепло природному газу и пару, идущим на конверсию. [c.20] Затем конвертированный газ дополнительно охлаждается, очищается от кислородсодержащих веществ и используется для синтеза аммиака. [c.20] Технологическая схема каталитической конверсии метана под повышенным давлением показана на рис. 3. Каталитическая конверсия под повышенным давлением имеет ряд преимуществ перед конверсией метана ранее рассмотренными способами более низкие капитальные затраты, меньший расход электроэнергии и сырья, более низкая себестоимость аммиака. [c.20] Вернуться к основной статье