Технологический процесс фирмы “Kellogg”.

Технологические схемы производства аммиака из природного газа.

Глава 1.

 

В данном разделе будут рассмотрены две технологические схемы производства аммиака из природного газа.

Первая схема выполнена по проекту фирмы “Kellogg”, и разработка и внедрение ее относится к 70 годам. Для удобства читателя мы сохраним обозначения оборудования и основных потоков такими, как было принято у фирмы. Эти обозначения свойственны и всем последующим проектам фирмы “Kellogg”. Большинство агрегатов в Украине и странах СНГвыполнены и работают именно на основе этого базового проекта.

Вторая технологическая схема - это схема агрегата АМ-76,выполненная по проекту ГИАП(г. Москва). Здесь мы в описании схемы также сохраняем фирменные обозначения.

В моментах, где дизайн обоих проектов совпадает в аппаратурном и технологическом отношениях, мы будем рассматривать схему на основе проекта фирмы “Kellogg”. Отличия проекта ГИАПбудут в этом случае рассматриваться особо.

Оба проекта выполнены по, так называемой, энерготехнологической схеме. Потребность в энергии (пар) обеспечивается, в основном, за счет утилизации тепла реакций. В данной книге проблема энергообеспечения рассматриваться не будет, так как это большая самостоятельная работа. По ходу описания технологических процессов будут делаться ссылки и указания на момент энергообеспечения.

 

 

Предлагаемый технологический процесс предусматривает производство 1360 т/сутки жидкого безводного аммиака из природного газа. Проектом предусмотрена выдача продукционного аммиака при (+5)°С или (-33)°С.

 

Основные стадии процесса.

1. Гидрирование сероорганических соединений, содержащихся в природном газе, в сероводород на кобальтмолибденовом катализаторе.

2. Поглощение сероводорода поглотителем на основе оксида цинка.

3. Первичный риформинг очищенного от сернистых соединений природного газа в трубчатой печи при давлении равном 33,1 кгс/см² изб.

4. Конверсия остаточного метана, содержащегося в частично конвертированном газе после первичного риформинга, в водород и оксид углерода при повышенных температурах. Стадия вторичного риформинга это стадия, на которой в систему подаётся воздух для подготовки синтез-газа с необходимым стехиометрическим соотношением азот : водород.

5. Высоко- и низкотемпературная конверсия оксида углерода с одновременным получением эквивалентных количеств водорода.

6. Очистка конвертированного газа от диоксида углерода по методу “Карсол”. Этот процесс представляет собой контакт синтез-газа с горячим модифицированным раствором поташа.

7. Метанирование остаточного количества оксида и диоксида углерода для получения очищенного синтез-газа с содержанием оксидов углерода не более 10 ppm.

8. Компримирование очищенного синтез-газа до 331 кгс/см² изб. с применением центробежного турбокомпрессора.

9. Конверсия синтез-газа в аммиак при 321,7 кгс/см². Выделение и захолаживание продукционного аммиака.

 

В проекте агрегата АМ-76 для очистки конвертированного газа от диоксида углерода применяется моноэтаноламиновая очистка.

Печь риформинга как в проекте фирмы “Kellogg”, так и в проекте ГИАП (г. Москва) рассчитана для работы при давлении 33,1 кгс/см² изб. на выходе из реакционных труб. Это давление было выбрано из следующих соображений:

1) понижение мощности, потребляемой компрессором синтез-газа;

2) максимальной утилизации тепла реакции;

3) повышение эффективности очистки синтез-газа от диоксида углерода;

4) оптимизация размеров оборудования и трубопроводов.

 

Система, рекуперирующая тепло реакций, как в проекте фирмы “Kellogg”, так и в проекте ГИАП (г. Москва) АМ-76, предусматривает генерирование пара при давлении 105,5 кгс/см² изб. При этом уровне давления пар перегревается и используется для технологических нужд в процессе конверсии и для привода турбин компрессорного и насосного оборудования. Для поддержания баланса агрегата по пару служит вспомогательный котел. При проведении начальных стадий пусковых операций и заключительных стадий остановок служит пусковой котел.

Обоими проектами предусматривается оборудование для очистки технологического конденсата от растворенного аммиака, диоксида углерода и других компонентов. В дальнейшем очищенный, в так называемой отпарной колонне, технологический конденсат возвращается для использования в технологии.