СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТАВА СИНТЕЗ-ГАЗА Советский патент 1970 года по МПК C01B3/00 

Изобретение относится к производству аммиака, когда для осуществления синтеза иримеияется иарогазо«ислородовоздуи1ная каталитическая конверсия углеводородных газов.

Известен способ регул-ирования состава синтез-газа для производства аммиака путем подачи азота ва смешение с синтез-газом в конвертор окиси углерода. Количество подаваемого азота регулируется в зависимости от соотношения водорода и азота в синтез-газе или в циркуляционном газе агрегатов синтеза аммиака. Однако использовать азот, содержаш,ий более 1 об. % кислорода, для дозировки в синтез-газ лшбезоиасно из-за возможного образоватаия взрывоопасных смесей.

Целью изобретения является создание безопасного в эксплуатации способа дозировки азота в синтез-газ для производства аммиака путем введения азота в линию кислородовоздушиой смеси перед смешением кислородовоздушной и парогазовой смесей. Для этого азот подают в линию кислородовоздушной смеси (КВС) непосредственно перед смешением КВС и парогазовой смеси (ПГС). Азот, содержащий до 7 об. % «ислорода, подают после предварительного подогрева конвертированным газом до температуры 500-800° С.

нем кислорода, подача азота в смеситель КВС и ПГС не оказывает заметного влияния на температурный режим конвертора углеводородных газов.

На чертеже представлена схема осуществления предложенното способа.

Углеводородные газы в количестве 5000 поступают по линии / через регулирующий клапан 2, работающий под действием регулятора расхода 3, в сатурационную башню 4. Для автоматического прекращения подачи газа при авариях на линии 1 устанавливается отсекающий клапан 5. После насыщения газа в сатурационной бащне 4 водяным паром за счет поступающего в башню горячего конденсата образуется ПГС с объемным соотношением газа и пара, равным 1 : 0,3, которая по линии 6 подается в межтрубное пространство теплообмеиника 7, «уда также идет водяной пар по линии 8 для получения ПГС с объемным соотношением газа и пара, равным 1:1.

Подогретая за счет тепла конверторного газа, движущегося по трубному пространству

теплообменника 7, ПГС с температурой 550° С поступает по линии 9 в межтрубное пространство смесителя 10. По линии // в трубки смесителя направляется КВС в количестве 6500 , содержащая 41 об. % кислорода. Количество КВС измеряется расходомером 12

и регуляруется клапаном 13 в зависимости от расхода углеводородных газов я от темнературы конвертиро-ванного газа М, выходящего из конвертора метана 15. Для прекращения подачи КВС в аварийных случаях установлены отоекател.и 16.

Азот в количестве 500 , содержащий 5% кислорода, подается по линии 17 через расходомер /5, регулирующий клапан 19 и отсекающие .клапаны 20 ъ змеевиковый подогреватель 21, в котором нагревается до температуры 600° С конвертированным газом, поступающим ъ увлажнитель 22 по линии 23. Конвертированный газ охлаждается в увлажнителе до температуры 650° С поступающим по трубопроводу 24 конденсатом, который р,азбрызгив ается при помощи форсунок 25. Для предотвращения попадания влаги на змеевик подогревателя 21 и трубную доску теплообменника 7 в увлажнителе 22 смонтирован каплеотбойник 26. В случае применения азота с низким содержанием кислорода змеевиковый подогреватель 21 устанавливается ниже форсунок 25 с целью нагрева азота до температуры выше 600° С.

Из подогревателя 21 азот поступает по линии 27 в смеситель 10, где смешивается с КВС во входном щтуцере, и далее обогащенная азотом КВС смешивается с ПГС, после чего парогазокислородовоздушная смесь подается в слой катализатора конвертора метана 15, где протекают реакции между углеводородными газами, кислородом и паром. Конвертированный газ из конвертора метана 15 но линии 23 идет в увлажнитель 22, далее - в трубки теплообменника 7 и по линии 28 направляется В данвертор окиси углерода. Регулирование расхода азота по линии 27 клапаном 19 производится автоматически или дистанционно в зависимости от объемного соотношения водорода и азота в синтез-газе или циркуляционном газе в агрегатах синтеза аммиака. Управление клапаном осуществляется автоматически или дистанционно по ноказаниям анализатора 29 на водород. Вследствие того, что азот перед поступлением в смеситель. 10 подогревается, температура парогазокислородовоздушной смеси, поступающей в слой катализатора конвертора метана 15, выше темнературы в условиях работы без дозировки подогретого азота в смеситель 10. Необходимое соотнощение между во.дородом и азотом в синтез-газе обеспечивается изменением количества подаваемого по линии 27 азота при иостоянных расходах КВС по линии // и природного газа по линии 1. Пр.и увеличении соотношения водорода и азота в синтез-газе количество .поступающего по линии 27 азота увеличивается, в результате чего происходит уменьшение объемного соотношения водорода и азота как за счет увеличения концентрации азота в синтез-газе, так и за счет уменьшения концентрации водорода в результате реакции введенного с азото.м кислорода с газом.

П р е д .м е т изобретения

1.Способ регулирования состава синтезгаза, полученного парогазо;кислородовоздушной каталитической конверсией углеводородных газов, для синтеза аммиака путем дозировки азота, отличающийся тем, что, с целью безопасности процесса, азот подают в линию кислородовоздушной смеси перед смешением кислородовоздушной и нарогазовой смесей.

2.Способ но .н. 1, отличающийся тем, что подают азот, содержащий до 7 об. % кислорода, после предварительного подогрева конвертированным газом до температуры 500-800°С.