• Готовые работы
• Схемы автоматизации
• Реакторы

Реактор очистки синтез-газа (метанатор). Функциональная схема автоматизации

Синтез газ после очистки от СО₂ поступает на тонкую очистку от СО. Перед реактором очистки газ последовательно нагревается в двух теплообменниках от 180 °С до 310 °С за счет тепла котловой воды высокого давления.

При очистке синтез-газа методом каталитического гидрирования, основными параметрами контроля и регулирования являются температура и давление газа в слое катализатора, состав газа на выходе из метанатора.

Так как процесс идет с выделением тепла, то температура должна контролироваться и регулироваться.

Постоянная температура газа на входе в метанатор поддерживается за счет регулирования расхода котловой воды высокого давления в теплообменник ТО2.

Реакция метанирования обладает высокой экзотермичностью. При высоком содержании оксида углерода в газе, подаваемом в метанатор, возможен сильный разогрев катализатора. Поэтому предусмотрен контроль температуры газа после метанатора. При повышении температуры очищенного газа происходит регулирование байпасного потока мимо теплообменника ТО2. Поскольку температура газа после ТО2 регулируется другим контуром, то после смешивания байпасного и основного потоков общая температура газа на входе в метанатор снизится. В результате чего и падает температура в слое катализатора.

Необходимо контролировать состав газа на выходе из метанатора. Если концентрация СО будет превышать заданное значение, то это вызовет необратимое отравление железного катализатора синтеза аммиака, что резко снизит его производительность. Для этого на выходе газа из реактора предусмотрен датчик СО, с которого снимается показание о составе газа.

Контроль и регулирование данных параметров необходим в целях безотказной и безопасной работы реактора метанирования в течении времени, указанного в паспорте завода-изготовителя. Изменение данных параметров в процессе эксплуатации аппарата неизбежно приведёт к преждевременному износу деталей, разрушению катализатора и вследствие чего уменьшение его активности. В результате чего снижается степень очистки газа, что негативно отражается на всем процессе производства аммиака.

Параметры контроля и регулирования имеют следующие значения:

• температура газа на входе в аппарат – 310 °С, предел – 320 °С;
• температура газа на выходе из аппарата – 350 °С, предел – 360 °С;
• температура газа в слое катализатора – 325 °С, предел – 360 °С;
• давление в корпусе метанатора – 2,6 МПа, предел – 2,8 МПа;
• давление в системе до метанатора – 2,6 МПа, предел – 2,8 МПа;
• давление в системе после метанатора – 2,58 МПа, предел – 2,8 МПа;
• концентрация оксидов углерода на выходе из метанатора – не более 3,8 г мг/м³ (при рабочих условиях).

При снижении активности катализатора увеличивается концентрация оксидов углерода на выходе из аппарата, при превышении сверх допустимого предела выдается сигнализация.

Для надёжного, безопасного и максимально долговечного процесса очистки синтез-газа, необходимо выбрать соответствующее оборудование, осуществляющее контроль, регистрацию и регулировку параметров технологического процесса.