1.9 Технологическая схема очистки конвертированного газа от кислородсодержащих соединений

На рисунке 1.4 приведена технологическая схема очистки конвертированного газа в агрегате синтеза аммиака мощностью 1360 т/сут. Данная схема является продолжением технологической схемы, приведенной на рисунке 1.3.

После конвертора II ступени 14 конвертированный газ направляется через охладитель 15 в кипятильники МЭА-раствора 26. В охладителе газ охлаждается до 450 К, после кипятильников - до 410 К. Затем газовая смесь охлаждается до 380 К в абсорбционно-холодильной установке (АХУ).

Далее конвертированная парогазовая смесь поступает в подогреватель 16 и охлаждается до температуры 358-368 К, нагревая очищен­ный от СО₂ конвертированный газ.

Окончательное охлаждение конвертированной парогазовой смеси до температуры 313 К происходит в аппаратах воздушного охлажде­ния 17. После этих аппаратов газ проходит сепаратор-влагоотделитель и направляется на очистку от оксида углерода (IV) моноэтаноламиновым раствором. Очистка конвертированного газа осуществляется 20 %-м раствором моноэтаноламина по двухпоточной схеме с регене­рацией раствора в регенераторе-рекуператоре.

Рисунок 1.4 - Технологическая схема очистки конвертированного газа в агрегате синтеза аммиака мощностью 1360 т/сутки

Конвертированный газ под давлением 2,8 МПа и с температурой 313 К подается в абсорбер 18, орошаемый 20 %-м раствором МЭА с температурой 310 К. В соответст­вии с двухпоточной схемой абсорбер разделен на верхнюю и нижнюю секции.

Конвертированный газ, содержащий 18 % СО₂, проходит вначале нижнюю секцию абсорбера, затем верхнюю и очищается до остаточного содержания 0,01-0,03 % об. СО₂. В верхней части абсорбера очищен­ный от СО₂ конвертированный газ оро­шается флегмой, имеется сепарирующее устройство для уменьшения уноса моноэтаноламина с газом. Очищенный от оксида углерода (IV) конвертированный газ направляется на метанирование.

Верхняя секция абсорбера 18 орошается тонко регенерированным раствором второго потока. Здесь раствор насыщается оксидом углерода (IV) (от 0,1 до 0,45 моль СО₂/моль амина) и поступает в нижнюю сек­цию, где смешивается с грубо регенерированным раствором, идущим из регенератора первым потоком.

Насыщенный раствор выходит из нижней секции абсорбера с содер­жанием СО₂ ~ 0,65 моль/моль амина при температуре 350 К и, разде­лившись на три потока, поступает в регенератор 25. Первый поток, составляющий около 10 % общего количества, направляется непосред­ственно наверх регенератора. Второй поток, составляющий 45 % об­щего количества раствора, пройдя теплообменники 23, нагревается до 370 К за счет теплоты тонко регенерированного раствора и поступает на 20-ю тарелку регенератора.

Третий поток, составляющий также ~45 % об­щего количества раствора, пройдя теплообменни­ки 21 и испаритель 22, нагревается до 386 К за счет теплоты грубо регенерированного раствора и поступает в регенератор на 15-ю тарелку.

Регенератор, подобно абсорберу, также разделен на две секции. В верхней секции регенератора (тарелки 11-22) происходит десорбция насыщенного МЭА-раствора до содержания 0,3-0,35 моль СО₂/моль амина за счет теплоты парогазовой смеси, поступающей из нижней сек­ции регенератора. Затем раствор делится на два приблизительно рав­ных потока. Первый поток (грубо регенерированный) выходит из регенератора и поступает в межтрубное пространство испарителя 22 и теплообменников 21, где отдает свое тепло насыщенному раствору, охлаждаясь от 393 до 338 К. Дальнейшее охлаждение регенерирован­ного раствора первого потока до 320 К происходит в воздушном холо­дильнике 20. Затем грубо регенерированный раствор поступает на оро­шение нижней части абсорбера.

Второй поток через переливные устройства внутри регенератора поступает для более глубокой регенерации в нижнюю секцию (тарелки 1-10), где из него десорбируется оксид углерода (IV) до остаточного содержания 0,1 моль СО₂/моль амина. Окончательная десорбция оксида углерода (IV) из МЭА-раствора происходит при кипячении в выносных холодильниках 12.

Из нижней секции регенератора тонко регенерированный раствор направляется в межтрубное пространство теплообменника 23, охлаж­дается от 398 до 343 К, далее насосом 24 прокачивается через воздушный холодильник 19 и поступает на орошение верхней секции абсорбера.

После моноэтаноламиновой очистки конвертированный газ подо­гревается, проходя последовательно два теплообменника-подогревате­ля, расположенные в отделении конверсии оксида углерода (IІ). В первом подогревателе 16 газ нагревается от 313 до 370 К за счет тепла парогазовой смеси после АХУ, во втором 13 - до 573 К – за счет тепла парогазовой смеси после конвер­сии СО I ступени, затем поступает в метанатор 27.

В метанаторе газ проходит слой никель-алюминиевого катализатора (объемная скорость 4000 ч^-1), где в результате гидрирования происхо­дит тонкая очистка азотоводородной смеси до содержания в ней не свы­ше 0,002 % об. оксида углерода (II) и 0,0005 % об. оксида углерода (IV).

Из метанатора очищенная азотоводородная смесь с температурой 623 К поступает последовательно в межтрубное пространство подогре­вателей воды высокого и низкого давления 28 и 29, где охлаждается соответственно до 400 и 343 К. Окончательное охлаждение азотоводо­родной смеси до 313 К и конденсация водяных паров, образовавшихся в результате гидрирования оксидов углерода, происходит в воздушном холодильнике 30.

После отделения газового конденсата во влагоотделителе газ направ­ляется на центробежный компрессор для сжатия азотоводородной смеси.