Kirish jarayonning fizik-kimyoviy asoslari
Yüklə 381,89 Kb.
|
|
3.Texnologik sxema bayoni.
Ammiak sintezi jarayoni quyidagi asosiy bosqichlardan iborat: Tabiiy gaz kompressiyasi Oltingugurtdan tozalash Metan konversiyasi Uglerod oksidi konversiyasi Metildietanol bilan tozalash (CO2 ni) Metanlash Azot – vodorod aralashmasi kompressiyasi Ammiak sintezi. Tabiiy gaz kompressiyasi va oltingugurtdan tozalash. Tabiiy gaz kompressiyasi. Ammiak sintezi uchun boshlang`ich homashyo sifatida (1,1-1,2 MPa) bosimda, (minus 40-350C) harotatda, miqdori 70 000 m3/s, oltingugurt birikmasi 80mg/m3dan ko`p bo`lmagan tabiiy gaz ishlatiladi. Agregatda tabiiy gaz 2 qismga bo`linadi: yoqilg`I sifatida yoqish uchun va texnologik maqsadda foydalanish uchun. Texnologik maqsadda foydalaniladigan gaz 408 separatorga kirishda AVA bilan aralashtiriladi. Separatorda boshqa uglevodorodlar ajratilib, ikki bosqichli markazdan qochma nasosga siqish uchun jo`natiladi. Kompressordan so`ng 4,5 MP adan yuqori bo`lmagan bosimda va 2000C temperaturada oltingugurtdan tozalash bo`limiga jo`natiladi. Oltingugurt birikmalaridan tozalash 2 bosqichda olib boriladi: I bosqich – oltingugurtning organik birikmalarini alyuminiy molibden katalizatori ishtirokida vodorod sulfidgacha gidridlash. II bosqich – hosil bo`lgan vodorod sulfidni ruh oksidiga yuttirish. Gaz aralashmasida vodorod hajmiy jihatdan 10-11 % ni tashkil etadi. Gazaralashmasi (tabiiygazvaAVA) kompressordan o`tib tabiiy gaz qizdirgichi 103 da (370-400) оС gacha qizdiriladi. Qizdirgich 103 dan chiqqan aralashma 1680 s-1 tezlikda gidridlash uchun 105 ga kiradi. U yerda quyidagi jarayon boradi: RSH + H2 H2S + RH R= CnH2n+ 1R2 S + 2H2 H2S + R2H2 Vodorod sulfidni yuttirish uchun gaz aralashmasi ketma – ket 104 A,B apparatlaridan o`tkaziladi. Vodorodsulfidniyuttirish 610 s-1hajmiytezlikda quyidagicha boradi: H2S + ZnO = ZnS + H2O Oltingugutr birikmalaridan tozalangan (0,5 mg/m3 dan ko`p bo`lmagan) gaz aralashmasi (360-390) оС temperatura va 3,7 MPa bosimda trubkali pech (107) metan konversiyasiga boradi. Metan konversiyasi (1-bosqich katalitik riforming). Trubkali pech oldidan gaz aralashmasi suv bug`I bilan (3,1-3,4) m3/m3 nisbatda aralashtiriladi.Gazbug` bilanaralashtirilgandanso`ngtrubkali pechning konveksion kamerasida tutun gazlar hisobiga 5250C dan yuqori bo`lmagan temperaturagacha qizdiriladi. Qizigan bug`- gaz trubkali kameraning reaksion trubalari orqali tarqaladi. Reaksion trubalardani kel katalizatori yuzasida (GIAP – 16 yoki uning analoglari) tabiiy gaz konversiyasi 1790 s-1 hajmiy tezlik, chiqishdagi temperatura (760-830) оС da quyidagicha boradi: СnHn+2 + nH2O nCO + (2n+1)H2 – Q CH4+ H2O CO + 3H2 – Q CH4 + 2H2O CO2 + 4H2 – Q CO + H2O CO2 +H2 +Q Adsorbsiya jarayonida MDEA ning 70-85 % li eritmasi ishlatiladi. Yuqori intensivlikka ega bo`lgan absorberda joriy qilingan jarayon parametrlari karbonizatsiyalashni muvozanat holatga yaqinlashtiradi. MDEA eritmasida karbonizatsiya darajasining ortishi energiya sarfini kamaytirish hamda sistemada eritma sirkulyatsiyasini kamaytirish imkonini beradi. Loyiha bo`yicha karbonizatsiya darajasi MDEA eritmasiga - 0,67 mol/mol MDEA ni tashkil etadi. Regeneratsiyalangan eritmada harorat 400dan past bo`lganda (qish mavsumida) yutilish darajasi (0,7-0,72) mol СО2/mol MDEA ga yetadi.Konvertirlangan gaz 2,8MPa dan yuqori bo`lmagan bosimda, 500C haroratda absorberda (301) 80-85 % li MDEA eritmasiga (35-420C ) yuttirish uchun beriladi. Adsorbsiya jarayoni ko`p qatlamli tarelkali adsorberda boradi. Adsorber pastki va yuqorigi qismlarga bo`lingan bo`lib har ikkala bo`limdan gaz oqimi berib turiladi. Konvertirlangan gaz avval pastki qismda tozalanadi so`ng esa yuqori qismida CO2 miqdori 0,03 % qolguncha tozalanadi. Bu yerda gaz qalpoqsimon tarelkalar orqali flegmadan o`tadi va gaz bilan birga chiqib ketayotgan eritma ushlab qolinadi. Adsorbsiya bo`limidan chiqqan gaz (tozalanmagan AVA) metanlash bo`limiga keladi. Regenerator – rekuperator ham absorbsion kalonna kabi 2 oqimga bo`lingan. Regenerator – rekuperatorning yuqori qismida (10÷31 tarelka) 12-30 tarelkalar joylashgan. Bundan tashqari U simon issiqlik almashinish apparati ham joylashgan bo`lib u yerda regenirlangan issiq eritmadan kelayotgan MDEA eritmasiga issiqlik beradi. Bu seksiyada kelayotgan eritma tarkibidagi CO2 (50-58) g/l СО2 qolguncha desorbsiya boradi. Eritma qurilma pastki qismida issiqligini berib tahminan bir xil bo`lgan ikki oqimga ajraladi. Birinchi qism eritma 115-1200 C harorat bilan nasos orqali so`rilib issiqlik almashinish elementlari tarelkalari orqali past gas ochiladi va bu yerda 60-700C gacha soviydi. Keyingi sovutish birinchi oqimni havo xolodilnigida olib boriladi. Eritma sovugach to`lanib adsorbsiya kolonnasining pastki qismiga yuttirish uchun beriladi Eritma qolgan ikkinchi oqimi regeneratorning pastki seksiyasiga kirib (1-19 tarelkalar) chuqurroq regeneratsiyalanadi. CO2 ni so`nggi desorbsiyalash qaynatgichda bug` orqali qaynatish bilan amalga oshiriladi СО2 (16-21) g/l. Regeneratsiyadan chiqayotgan gaz ikkiga toza va ifloslangan fraksiyalarga ajratiladi. Tozafraksiya 85 % gachaCO2 tutgan bo`ladi. Gaz harorati 57-670 C va bosimi (0,04-0,05) МP a bo`lib MDEA tomchilaridan ajratuvchi separatorda 450 C gacha soviydi va talabgorga jo`natiladi. Ifloslangan fraksiya esa tarkibida 5 % gacha CO2 tutadi va regenerator pastki qismidagi separatorda flegmada yuvilib (57-67) С harorat, (0,04-0,05) МPa bosimda havo sovitgichida 450 C gacha sovitilib atmosferaga tashlab yuboriladi. Metanlash. Monodietanolamin bilan karbonat angdriddan tozalangan AVA 0,65 % CO2 tutib metanlashga keladi. CO va CO2 sintez jarayoni katalizatori uchun zahar bo`lgani uchun qoldi gaz metnlash orqali yana tozalnadi. Metanlash CO va CO2 larni vodorod bilan o`zaro ta`sirlashishiga asoslangan bo`lib, reaksiya natijasida suv va metan hosil bo`ladi. Jarayon quyidagicha boradi: СО + 3Н2СН4 + Н2О +Q + 49,27 kcal/mol СО2 + 4 Н2СН4 + 2 Н2O+Q + 39,43 kcal/mol Yuqoridagi ikki reaksiya ham ekzotermik bo`lib, harorat ko`tarilishi 1% СО ga 72о С ni, 1% СО2 – 60о С ni tashkil etadi. Metanlash jarayoni borishi uchun gazni (280-320) оС gacha qizdirish talab etiladi. Shu maqsadda gaz (tozalanmagan AVA) CO konversiyasi bo`limida ikki qizdirish bo`limida qizib keladi. Birinchi bosqichda AVA 500 dan 1000 C gacha 119 qizdirgichida qiziydi. So`ng esa birinchi bosqich CO konversiyasidan chiqayotgan bug` hisobiga (280-320)оС gacha qiziydi. Metanlash nikel katalizatori ishtirokida olib boriladi. Gaz 4340 s-1 hajmiy tezlikda kirib vodorod bilan (1-10) ppm СО и (1-5) ppm СО2 qolguncha ta`sirlashadi. Reaksion zonada harorat 320-3500 ni tashkil etadi va reaksiya borgansari ko`tarilib boradi. Tozalangan AVA 3800 da metanatordan chiqib deaeratsiyalangan suv bilan (120-130) оС gacha sovitiladi va deaeratsiyalanmagan suv bilan (55-65) оС gacha sovutiladi. AVA kompressiyasi. Uglerod oksidlaridan tozalangan AVA (2,35-2,45) МP a bosim, (35-45) оС harorat bilan separatordan (505) chiqib kompressorda so`rib olishga keladi. Birinchi bosqichda gaz 5,1МP a bosimga chasiqilganda harorati 1650C ga yetadi. So`ng havo sovutgichidan o`tib (40-55) оС gacha sovib, separator 105-F da gaz kondensatidan ajratilib ikkinchi bosqich kompressiyaga beriladi. Ikkinchi bosqichdan so`ng gaz 10,1 МP a bosim va 182о С harorat bilan havo sovitgichida (40-55) оС gacha sovib, ammiak bug`latgichidan o`tadi va separatorda gaz kondensatidan ajratilib uchinchi bosqich kompressiyaga beriladi. Ammiaksintezi. 4 – bosqich kompressiyadan chiqqan toza AVA 22 MP a bosim va so`nggi bosqich havo sovutgichidan (40-50) ºС da chiqibkondensatsion kalonnaning (605) pastki qismiga yo`l oladi. Kolonnaning pastki qismida suyuq ammiak qatlamidan barbotaj hosil qilib namlik va boshqa qoldiqlardan yuviladi. Toza va sirkulyatsoin gaz aralashmalari kondensatsion colonna issiqlik almashinish apparati trubalari orasidan o`tib, 602 issiqlik almashinish apparatining trubalari oralig`ida 1950 C gacha qiziydi va sintez kolonnasiga (601) keladi. Asosiy gaz oqimi kolonnaning pastki qismidan kirib katalizator qutisi va qurilma devoir oralig`idan o`tib yuqoriga harakatlanadi. Kolonnaning yuqori qismida ichki issiqlik almashinish apparati joylashtirilgan. Issiqlik almashinish apparati trubalari orasidan o`tayotib gaz chiqayotgan gaz issiqligi hisobiga (400-440) оС gacha qizib, katalizator birinchi qatlamiga radial yo`nalishda kiradi. Gaz ketma – ket katalizatorning uchqatlamidan 22 MPa, 17 900 s-1 hajmiy tezlik, (400-530) оС da o`tadi. Jarayon ekzotermik bo`libAVA reaksiyasi quyidagicha boradi: 3 Н2 + N2 2 NН3 +Q Oxirgi uchinchi qatlamdan o`tgan gaz tarkibida (14-16) % ammiak tutib, (500-515) оС haroratda markaziy truba orqali yuqoriga ko`tariladi. Yuqoridagi ichki issiqlik almashinish apparati orqali o`tayotib (300-335) оС gacha soviydi. Keyin gaz suv qizdirgichi 603 ga kirib o`z issiqligini bug` hosil qilishga beradi. Gaz aralashmasidagi ammiak avval havo sovutgichida so`ng ammiak bug`latish apparatida kondensatsiyalash yo`li bilan ajratiladi. Suv qizdirgichi 603 dan so`ng gaz 2400 harorat bilan 602 apparatda (65-75) оС gacha soviydi. Truba oralig`i bo`shlig`idan o`tib havo sovutgichida ammiakning bir qismi kondensatlanadi. Kondensatlangan ammiak separator 621 da ajratiladi.Gaz tarkibida hajmiy jihatdan (11-12) % ammiak bilan 401 sirkulyatsion AVA kompressoriga boradi. Buyerda bosim sistemada yo`qotilgani uchun 21,9MP a gacha siqiladi. So`ng gaz kondensatsion colonna va suyuq ammiak bug`latgichidan iborat ikkinchi bosqich kondensatsiyalashga boradi. Gaz aralashmasi kondensatsion kolonnaning (605) yuqori qismidan pastga beriladi. Truba oralig`idan pastga harakatlanayotgan gaz (18-25) оС gacha sovib, 606 ammiak bug`latgichiga kiradi. Yuqori bosimda U simon ammiak bug`latgichiga kirib minus 120C gacha soviydi. Gaz holiga o`tgan ammiak ikki adsorbsin kolonnali sovutishga beriladi va sovib, ortga 606 apparatga beriladi. Truba bo`shlig`ida kondensatsiyalangan ammiak va sovigan gaz 605 kolonnaning separatsiya qismiga kelib gaz va suyuq ammiakka ajratiladi. Sirkulyarsion gaz toza AVA ga qo`shilib Rashig halqalaridan o`tkaziladi va qolgan ammiak tomchilaridan ajratiladi. Sistemada bu sirkulyatsiya jarayoni qaytarilaveradi. 400C li suyuq ammiak esa 609 ammiak filtri orqali o`tib katalizator qoldiqlaridan tozalanadi va 2 MP a gacha drossellanib yig`gich 610 ga beriladi. Suyuq ammiak drossellanishi natijasida ammiakda erigan tank gazlari (vodorod, azot, argon, metan, ammiak) ajraladi. Ammiakni tank gazlaridan ajratish truba oralig`ida minus 340 C li 613 ammiak bug`latish apparatida olib boriladi. Keyin esa 614 separatorda suyuq ammiak ajratilib 610 yig`gich ga yuboriladi. Suyuq ammiak yig`gich 610 dan qayta sovutgich 918 Aorqali minus 340C gacha sovutish uchun AXU bo`limiga keladi. Bu yerda inert gazlar mahsulot ammiakdan ajratiladi. Qayta sovutilgan ammiak AXU bo`limidan minus 340C temperaturada nasos orqali izotermik saqlash joyiga beriladi. AXU ga kelganda mahsulot holdagi ammiakning sovug`ini rekuperatsiya qilish uchun 918 A, 918 B qayta sovutgich apparatlari o`rnatilgan. Tayyor ammiak (2 ÷ 4) оС da omborga yoki iste`molchiga beriladi. 918 B AXU bo`limida 918 A esa agregatning sintez bo`limida joylashgan. Yüklə 381,89 Kb. Dostları ilə paylaş:
|