Оформить заказ

Установка производства аммиака мощностью 1360 т/сут - Теория для ПАХТ

Проектируемая колонна конденсации входит в состав технологической схемы производства аммиака. На основании проведенного анализа состояния вопроса выбрана технологическая схема синтеза аммиака мощностью 1360 т/сут на отечественном обо­рудовании [1].

Технологическая схема производства аммиака мощностью 1360 т/сут

Рисунок 2.1 – Схема производства аммиака мощностью 1360 т/сут:

1 – подогреватель газа, 2 – колонна синтеза аммиака, 3 – подогреватель воды, 4 – выносной теплообменник; 5 – циркуляци­онное колесо компрессора; 6 – сепаратор жидкого аммиака; 7 – блок аппаратов воздушного охлаждения; 8 – конденсаци­онная колонна; 9 – конденсационная колонна продувочных газов; 10 – испаритель жидкого аммиака на линии продувочных газов, 11 – сборник жидкого аммиака, 12 – испаритель жидкого аммиака на линии танковых газов; 13 – сепаратор; 14 – про­межуточная дренажная емкость; 15 – испарители жидкого аммиака; 16 – магнитный фильтр

 

Свежая азотоводородная смесь после очистки метанированием сжи­мается в центробежном компрессоре до давления 32 МПа и после ох­лаждения в воздушном холодильнике (на схеме не показан) поступает в нижнюю часть конденсационной колонны 8 для очистки от остаточных примесей СО2, Н2О и следов масла. Свежий газ барботирует через слой сконденсировавшегося жидкого аммиака, освобождается при этом от водяных паров и следов СО2 и масла, насыщается аммиаком до 3–5% и смешивается с циркуляционным газом. Полученная смесь проходит по трубкам теплообменника конденсационной колонны и направляется в межтрубное пространство выносного теплообменника 4, где нагревается до 185 –195 °С за счет теплоты газа, выходящего из колонны синтеза. Затем циркуляционный газ поступает в колонну син­теза 2.

В колонне синтеза газ проходит снизу вверх по кольцевой щели между корпусом колонны и кожухом насадки и поступает в межтрубное пространство внутреннего теплообменника, размещенного в горловине корпуса колонны синтеза. В теплообменнике циркуляционный газ нагревается до температуры начала реакции 400–440 °С за счет теп­лоты конвертированного газа и затем последовательно проходит четыре слоя катализатора, в результате чего концентрация аммиака в га­зе повышается до 15%. Пройдя через центральную трубу, при темпе­ратуре 500–515 °С азотоводородоаммиачная смесь направляется во внутренний теплообменник, где охлаждается до 330°С. Дальнейшее охлаждение газовой смеси до 130 °С осуществляется в трубном про­странстве подогревателя питательной воды 3, в трубном пространстве выносного теплообменника 4 до 65 °С за счет холодного циркулирую­щего газа, идущего по межтрубному пространству, и затем в аппаратах воздушного охлаждения 7 до 40 °С, при этом часть аммиака конденси­руется. Жидкий аммиак, сконденсировавшийся при охлаждении, отде­ляется в сепараторе 6, а затем смесь, содержащая 10–12% NH3, идет на циркуляционное колесо компрессора 5 азотоводородной смеси, где сжимается до 32 МПа.

Циркуляционный газ при температуре 50 °C поступает в систему вторичной конденсации, включающую конденсационную колонну 8 и испарители жидкого аммиака 15. В конденсационной колонне газ охлаждается до 18 °С и в испарителях за счет кипения аммиака в меж­трубном пространстве до –5 °С. Из трубного пространства испарителей смесь охлажденного циркуляционного газа и сконденсировавшегося аммиака поступает в сепарационную часть конденсационной колонны, где происходит отделение жидкого аммиака от газа и смешение све­жей азотоводородной смеси с циркуляционным газом. Далее газовая смесь проходит корзину с фарфоровыми кольцами Рашига, где отде­ляется от капель жидкого аммиака, поднимается по трубкам теплооб­менника и направляется в выносной теплообменник 4, а затем в колонну синтеза 2.

Жидкий аммиак из первичного сепаратора проходит магнитный фильтр 16, где из него выделяется катализаторная пыль, и смешива­ется с жидким аммиаком из конденсационной колонны 8. Затем его дросселируют до давления 4 МПа и отводят в сборник жидкого аммиа­ка 11.

В результате дросселирования жидкого аммиака до 4 МПа про­исходит выделение растворенных в нем газов Н2, N2, O2, СН4. Эти га­зы, называемые танковыми, содержат 16–18% NH3. Поэтому танковые газы направляют в испаритель 12 с целью утилизации аммиака путем его конденсации при –25 °С. Из испарителя танковые газы и сконден­сировавшийся аммиак поступают в сепаратор 13 для отделения жидко­го аммиака, направляемого в сборник жидкого аммиака 11.

Для поддержания в циркуляционном газе постоянного содержания инертных газов, не превышающего 10%, производится продувка газа после первичной конденсации аммиака (после сепаратора 6).

Продувочные газы содержат 8–9% NH3, который выделяется при температу­ре 25–30 °C в конденсационной колонне 9 и испарителе 10 про­дувочных газов. Смесь танковых и продувочных газов после выделения аммиака используют как топливный газ.