50 Вопрос

По применяемому давлению промышленные установки синтеза аммиака подразделяются на системы низкого давления (от 10 до 15 МПа), среднего давления (25 — 60 МПа), и высокого давления (от 60 до 100 МПа).

Наибольшее распространение получили системы работающие под средним давлением. Азотоводородная смесь не полностью превращается в аммиак. Содержание аммиака в газе выходящем из колонны составляет 14 — 20%. Эта смесь охлаждается, аммиак конденсируется и отделяется от газа, а непрореагировавшая азото — водородная смесь, при помощи циркуляционного компрессора, возвращается в контактный аппарат. Свежая азото — водородная смесь, внедостающем количестве добавляется к циркулирующей смеси. В циркулирующем газе присходит постепенное накопление инертных примесей: метан и аргон, по этому в производственной практике прибегают к выбросу части циркулирующей газовой смеси. Это называется продувокй газа. Таким образом удерживают количество примесей на определённом уровне. Частично примеси растворяются в конденсирующемся жидком аммиаке. Крупнотоннажное производство аммиака даёт следующие выбросы в окружающую среду:

1. жидкие стоки (конденсат и промывочные растворы систем охлаждения и продувки);

2. газообразные выбросы (аммиак, углекислыйы газ, другие газы);

3. Потери низкопотенциальной энергии в системах воздушного и водяного охлаждения.

Свежаю азото — водородная смесь подаётся в нижнюю часть конденсационной колонны (6), где очищается промывкой жидким аммиаком от следов влаги, масла и СО2. Далее смесь подаётся в колонну синтеза (2), где происходит образование аммиака. Прореагировавшая азото — водородо — аммиачная смесь выводится из колонны синтеза (2) при 400 гр. цельс, проходит через паровой котёл (1) и водяной холодильник (3), где охлаждается до температуры 30 — 40 гр. цельс и поступает в сепаратор 4. В водяном холодильнике при 30 МПа. Конденсируется лишь часть аммиака. За тем газ турбоциркуляционным компрессором (5) подаётся в конденсационную колонну (6) и испаритель (7), где за счёт испарения жидкого аммиака получают холод. Из конденсационной колонны, газ вновь поступает в колонну синтеза. Основной аппарат установки — это колонна синтеза. Особые требования предъявляются к материалу колонны. Особенно опасно обезуглероживание стали при действии водорода пр ивысокой температуре. Это приводит к снижению прочности, по этому корпус изготавливается из хромо — ванадиевой стали. Основной поток газа поступает в колонну, проходит по кольцевой щели между корпусом колонны (1) и корпусом катализаторной коробки (2) и поступает в межтрубное пространство теплообменника (4). Здесь синтез — газ нагревается конвертированным газом до 420 — 440 гр. цельс. и входит последовательно в 4 слоя катализатора (6,7,8,9), между которыми подаётся холодный байпасный газ. После четвёртного слоя катализатора, газовая смесь при 500 — 515 гр. цельс поднимается по центральной трубе 10, проходит по трубкам теплообменника 4, охлаждаясь при этом до 320 — 350 г. цельс, и выходит из колонны.

Технологическе характеристики колонны.

P = 31,5 МПа.

t = 300 - 520 гр. цельс.

Внутренний диаметр = 2400 мм.

Толшина стенки = 250 мм.