Устройство колонны синтеза

Конструкция колонны должна быть надежной и обеспечивать безопас-ную и длительную работу.

Азот и водород при повышенной температуре снижают прочность стали, особенно опасно обезуглероживание стали под действием водорода. Для уменьшения температуры стенок холодная азото-водородная смесь поступает в колонну вдоль внутренних стенок. Корпус изготовлен из хром-ванадиевой стали, толщина стенки составляет 175-200мм. Внутренний диаметр 1-2,8м, высота 12-20м. Сверху и снизу колонна закрывается стальными крышками, укре-пленными с помощью фланцев. Снаружи колонна имеет теплоизоляцию.

Технологическая схема получения аммиака

Технологическая схема получения аммиака представлена на рис.4. При-родный газ подогревается в подогревателе 1 отходящими газами и поступает в реактор гидрирования серусодержащих соединений, туда же подается водо-род. После гидрирования газ поступает в адсорбер 3, заполненный окисью цинка. На выходе из адсорбера газ смешивается с паром в соотношении 3,7:1, подогревается в теплообменнике 4 отходящими газами и поступает в трубча-тую печь 5 с топкой 6. В топке 6 сжигается природный газ. Процесс конверсии протекает на никелевом катализаторе при температуре 800-850 ⁰С. Содержание метана после первой стадии конверсии составляет 9-10%. Далее газ смешива-ется с воздухом и поступает в шахтный конвертер 7, где происходит конверсия остаточного метана кислородом воздуха при температуре 900-1000 ⁰С. Из шахтного конвертера газ поступает в котел-утилизатор 8, где получают пар высоких параметров (температура 480⁰С, давление – 100 атм.), направляемый в газовые турбины центробежных компрессоров 17. А газ из котла-утилизатора поступает на двухступенчатую конверсию CO:

1стадия идет в конверторе 9 на среднетемпературном железо-хромовом ката-лизаторе при температуре 430-470⁰С.

2 стадия происходит в конвертере 10 на низкотемпературном цинко-хромово-медном катализаторе при температуре 200-250⁰С. Между стадиями газ прохо-дит котел-утилизатор 8.

Затем газ поступает через теплообменник 11 на очистку от кислородсо-держащих соединений в скруббер 13, орошаемый холодным раствором моно-этаноламина, где при температуре 30-40⁰С происходит очистка газа от СО, СО₂, и О₂. На выходе из абсорбера газ содержит CO до 0,3% , CO₂ ≤ 0,003%. Газ поступает на гидрирование кислородсодержащих примесей в метанатор 15. Далее газ поступает в центробежный циркуляционный компрессор 16 с приводом от паровой турбины 17, где он сжимается до давления 300 атм.

Свежая азото-водородная смесь затем смешивается с циркулирующей смесью перед системой вторичной конденсации, которая состоит из аммиач-ного холодильника 18 , сепаратора 20, затем вся эта смесь проходит теплооб-менники 21 и 23 и направляется в колонну синтеза 25.

Прореагировавший газ проходит последовательно водоподогреватель 22, теплообменник 23, воздушный холодильник 24, теплообменник 21, поступает в сепаратор жидкого аммиака 19, затем поступает в компрессор 16, где смеши-вается со свежей азото-водородной смесью.

Сконденсировавшийся аммиак выводится из сепараторов 19 и 20.