УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АММИАКА Советский патент 1996 года по МПК C01C1/02 

Изобретение относится к установкам для получения аммиака и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Цель изобретения повышение экономичности установки за счет снижения расхода пара на деаэрацию и электроэнергии в отделении МЭА очистки.

Отличительным признаком предложенной установки является то, что выходная линия глубокорегенерированного МЭА раствора после теплообменника МЭА раствора соединена трубопроводом с третьим теплообменником-подогревателем частично деаэрированной воды, второй выход которого через насос соединен с воздушным холодильником, а линия отвода парового конденсата из отделителя соединена трубопроводом с термическим деаэратором.

Это позволяет:
уменьшить тепловую нагрузку на воздушные холодильники и, как следствие, снизить расход электроэнергии на привод вентиляторов этих воздушных холодильников:
повысить эффективность процесса очистки конвертированного газа от СО₂ за счет снижения температуры абсорбции;
повысить надежность работы установки и снизить расход электроэнергии на привод насосов за счет исключения из системы расширительного бака вторичного вскипания и насосов подачи парового конденсата в вакуумный деаэратор;
улучшить процесс термической деаэрации благодаря подаче в паровое пространство деаэратора пароконденсатной смеси, близко находящейся к температуре насыщения, т. е. улучшить процесс удаления из частично деаэрированной воды газовых пузырьков кислорода и диоксида углерода.

На чертеже представлена установка для производства аммиака.

Она содержит отделения сероочистки 1, конверсии метана 2, конверсии оксида углерода 3, моноэтаноламиновой очистки 4, содержащей абсорбер 5, регенератор 6, теплообменники 7 и 8, насос 9, воздушный холодильник 10, паровой кипятильник 11, отделитель парового конденсата 12, термический деаэратор 13, вакуумный деаэратор 14, теплообменники подогреватели 15 и 16 и блок метанирования 17.

Установка работает следующим образом.

Природный газ в количестве 35600 нм³/ч с давлением 44 кгс/см² смешивается с азотоводородной смесью (АВС) в количестве 6000 нм³/ч до содержания водорода в смеси 10,7% и подается в отделение сероочистки 1.

В отделении сероочистки 1 в каталитическом реакторе на кобальтомолибденовом катализаторе при температуре 390^оС происходит гидрирование сернистых соединений, содержащихся в природном газе, до сероводорода, а затем поглощение сероводорода на окисноцинковом поглотителе до содержания его не более 0,5 мг/см³.

Очищенная газовая смесь смешивается с водяным паром, расход которого составляет 132 тыс. нм³/ч, и поступает в отделение конверсии метана 2 первой ступени, где на никелевом катализаторе при температуре 800^оС и давлении 35 кгс/см² происходит конверсия природного газа водяным паром до содержания остаточного метана в газе 11 об. Затем газ поступает на вторую ступень конверсии, где при температуре 1200^оС происходит паровоздушная конверсия метана до содержания остаточного метана 0,3 об. Расход воздуха на паровоздушную конверсию 50400 нм³/ч, расход пара 5000 нм³/ч.

Состав конвертированного газа после конверсии 2-й ступени (в пересчете на сухое вещество, об.): СН₄ 0,3 СО₂ 7,0 СО 13 Н₂ 57 N₂ 22,4 Ar 0,3
Расход газа после конверсии метана 185 тыс. нм³/ч (в пересчете на сухой газ).

После конверсии метана газ направляют на конверсию оксида углерода 3. Конверсию проводят в две ступени при температуре на первой ступени 380^оС на второй 220^оС при давлении 30 кгс/см².

Состав газа после конверсии оксида углерода (в пересчете на сухой газ, об.): СН₄ 0,3 СО₂ 17,3 СО 0,5 Н₂ 61,6 Ar 0,3 N₂ 20,0
Расход влажного газа после конверсии оксида углерода 292 тыс. нм³/ч (в пересчете на сухой газ 207 тыс. нм³/час).

Полученный конвертированный газ поступает на очистку от диоксида углерода в отделении МЭА очистки 4.

В абсорбере 5 при температуре 40^оС и давлении 28 кгс/см² происходит поглощение диоксида углерода водным раствором МЭА до содержания СО₂ в газе 0,1 об. (100 ррм).

Состав газа после очистки от диоксида углерода (в пересчете на сухой газ, об.): СН₄ 0,4 СО₂ 0,1 СО 0,6 Н₂ 74,5 Ar 0,3 N₂ 24,1
Степень очистки газа от СО₂ 99,6% Расход очищенного газа после абсорбера 171,3 тыс. нм³/ч.

Насыщенный углекислотой МЭА раствор с температурой 85^оС из абсорбера 5 тремя потоками поступает в регенератор 6, в котором происходит освобождение насыщенного МЭА раствора от диоксида углерода за счет снижения давления с 28 кгс/см² до 0,7 кгс/см² и повышения температуры раствора. При этом один из потоков (первый) в количестве 550 м³/ч проходит теплообменник 7 глубокорегенерированного раствора, в котором подогревается до температуры 126^оС. Глубокорегенерированный раствор в теплообменнике 7 охлаждается от температуры 127^оС до температуры 86^оС и поступает в количестве 600 нм³/ч в третий параллельно установленный теплообменник 8 частично деаэрированной воды, где охлаждается до температуры 80^оС. Затем насосом 9 глубокорегенерированный раствор МЭА подается в воздушный холодильник 10, в котором охлаждается до температуры 40^оС и поступает в абсорбер 5 на поглощение диоксида углерода из газа.

Для регенерации насыщенного раствора МЭА в паровой кипятильник 11 подается водяной пар в количестве 15 тн/ч для нагрева раствора МЭА в кубовой части регенератора до 127^оС и выделения СО₂ из раствора.

При этом образующийся паровой конденсат поступает в отделитель 12 парового конденсата, а затем по трубопроводу за счет разности давлений подается в паровое пространство термического деаэратора 13 отделения деаэрации питательной воды котлов-утилизаторов с температурой 150^оС и давлением 3,0 кгс/см², предварительно дросселируясь.

В отделении деаэрации происходит удаление растворенных в питательной воде кислородсодержащих соединений. При этом глубокообессоленная питательная вода, поступающая на деаэрацию в количестве 350 м³/час, подается вначале в верхнюю часть вакуумного деаэратора 14. Сюда же подается пар с давлением 4,5 кгс/см² и температурой 200^оС, как греющая и деаэрирующая среда, а также для создания паровой подушки в паровом пространстве сборника вакуумного деаэратора. Далее, полученная частично деаэрированная вода с температурой 60^оС насосом подается в три параллельно установленных теплообменника-по- догревателя частично деаэрированной воды 8, 15 и 16, где нагревается потоками газового конденсата из блока 13 разгонки газового конденсата, азотоводородной смеси из отделения метанирования 17, глубокорегенерированным раствором МЭА отделения МЭА очистки до температуры 85^оС и, объединившись в один поток, подается в термический деаэратор 13.

Расход газового конденсата 65 м³/ч. Расход АВС 171 тыс. нм³/ч, расход глубокорегенерированного раствора 600 м³/ч.

Пар, подаваемый в паровое пространство деаэратора 13, с давлением 3,5 кгс/см² и температурой 160^оС барботирует через слой воды в нижней части деаэратора и движется через тарелки верхней части деаэратора навстречу струям поступающей воды, подогревает воду до температуры насыщения.

При этом происходит выделение растворенных в питательной воде кислородсодержащих газов. Давление в деаэраторе 13 составляет 0,2 кг/см².

Очищенный от СО₂ газ поступает на каталитическую очистку от кислородсодержащих соединений в отделение метанирования 17, где при температуре 350^оС и давлении 26 кгс/см² происходит восстановление кислородсодержащих соединений до метана.

Азотоводородная смесь (АВС), содержащая, об. СН₄ 1,1 Н₂ 74 Ar 0,3 N₂ 24,6 СО+СО₂ Следы
с давлением 25 кгс/см² и температурой 43^оС поступает на компремирование и далее на синтез аммиака (на схеме не показано). Расход АВС 168 тыс. нм³/ч.

Изобретение относится к установкам для производства аммиака. Целью изобретения является повышение экономичности установки за счет снижения расхода пара на деаэрацию и электроэнергии в отделение МЭА очистки. Установка включает отделения сероочистки, конверсии метана, оксида углерода, моноэтаноламиновой очистки с парогенерирующей установкой , включающей абсорбер, регенератор, паровой кипятильник МЭА р-ра, отделение парового конденсата, насос подачи глубокорегенерированного МЭА р-ра, воздушный холодильник, теплообменник глубокорегенерированного МЭА р-ра, отделение метанирования и деаэрации воды, включающий вакуумный деаэратор со сборником, термический деаэратор, три теплообменника - подогревателя частично деаэрированной воды, при этом выходная линия глубокорегенерированного МЭА р-ра после теплообменника глубокорегенерированного МЭА р-ра соединена трубопроводом с третьим теплообменником - подогревателем частично деаэрированной воды, выход которого соединен насосом подачи глубокорегенерированного МЭА р-ра с воздушным холодильником, а линия отвода парового конденсата из отделителя парового конденсата соединена трубопроводом с термическим деаэратором. По сравнению с базовым объектом предлагаемое устройство позволяет: повысить коэффициент использования тепла термического деаэратора за счет снижения расхода пара в среднем на 1 т/час; повысить экономичность процесса как деаэрации, так и абсорбера за счет подачи парового конденсата в деаэратор и снижения температуры глубокорегенерированного МЭА р-ра, а также повысить экономичность процесса МЭА очистки конвертированного газа от диоксида углерода; исключить из схемы насосы парового конденсата, потребляемая мощность которых - 22 кВт, а также бак вторичного вскипания, снизить потребляемую мощность на привод электродвигателей вентиляторов воздушного холодильника глубокорегенерированного МЭА р-ра на 20 кВт. 1 ил.

УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АММИАКА, включающая блоки сероочистки, конверсии метана, оксида углерода, моноэтаноламиновой очистки, содержащей абсорбер, регенератор, паровой кипятильник МЭА раствора, отделитель парового конденсата, насос подачи глубокорегенерированного МЭА раствора, воздушный холодильник, теплообменник глубокорегенерированного МЭА раствора, блок метанирования и отделения деаэрации воды, включающий вакуумный деаэратор с сборником, термический деаэратор, три теплообменника-подогревателя частично деаэрированной воды, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода пара на деаэрацию и электроэнергии в отделение МЭА очистки, выходная линия глубокорегенерированного МЭА раствора после теплообменника глубокорегенирированного МЭА раствора соединена трубопроводом с третьим теплообменником-подогревателем частично деаэрированной воды, второй выход которого через насос соединен с воздушным холодильником, а линия отвода парового конденсата из отделителя парового конденсата соединены трубопроводом с термическим деаэратором.