2.3 Этапы подготовки сырья в технологической схеме

Природный газ сжимают в компрессоре до давления 4,6 МПа, смешивают с азотоводородной смесью (АВС: газ = 1:10) и подают в огневой подогреватель, где реакционная смесь нагревается с 130-140 0С до 370-400 0С. Далее нагретый газ подвергают очистке от сернистых соединений: на алюмокобальтовом катализаторе проводится гидрирование сероорганических соединений до сероводорода, а затем в адсорбере сероводород поглощается сорбентом на основе оксида Zn. Обычно устанавливается два адсорбера, соединенные последовательно или параллельно. Один из них может отключаться на загрузку свежего сорбента. Содержание H2S в очищенном газе не должно превышать 0,5 мл/м3 газа.

Очищенный газ смешивается с водяным паром в отношении 1:3,7 и полученная парогазовая смесь поступает конвекционную зону трубчатой печи. В радиационной камере печи размещены трубы, заполненные катализатором конверсии метана, и горелки, в которых сжигается природный или горючий газ. Парогазовая смесь подогревается в нагревателе до 525 0С и затем под давлением 3,7 МПа. распределяется сверху вниз по большому числу параллельно включенных труб, заполненных катализатором. Выходящая из трубчатого парогазовая смесь содержит 9-10 % CH4. При t=850 0C парогазовая смесь поступает в конвектор метана второй ступени – реактор шахтного типа. В верхнюю его часть компрессором подается технологический воздух, нагретый в зоне печи до 480-500 0С. Парогазовая и паровоздушная смеси поступают раздельными потоками в соотношении, требуемом для обеспечения практически полной конверсии метана и получения технологического газа с соотношением

(CO+H2): N2=3,05 - 3,10.

Содержание водяного пара соответствует соотношению пар:газ=0,7:1. При температуре ≈ 1000 0С газ направляется в котел-утилизатор, вырабатывающий пар под давлением Р=10,5 МПа. Здесь реакционная смесь охлаждается до 380-420 0С и идет в конвектор СО первой ступени, где на железохромовом катализаторе протекает конверсия основного количества оксида углерода водяным паром. Выходящая из реактора газовая смесь (t=450 0С) содержит около 3,6 % СО. В паровом котле парогазовая смесь охлаждается до температуры 225 0С и подается в конвектор СО второй ступени, заполненный низкотемпературным катализатором, где содержание СО снижается до 0,5 %. Конвертируемый газ на выходе из конвектора имеет следующий состав (%)

(стр. 374 [2]):

H2-61,7;

CO-0,5;

CO2-17,4;

(N2+Ar)-20,1;

CH4-0,3.

После охлаждения и утилизации теплоты конвертируемый газ при температуре окружающей среды и давлении 2,6 МПа поступает на очистку.

Для очистки конвертированного газа от оксидов углерода применяют абсорционные, адсорбционные и каталитические методы очистки.

Отходящие газы (дымовые газы) крупных агрегатов производства аммиака образуются в результате сжигания природного газа в огневом подогревателе сероочистки и в трубчатой печи паровой конверсии. В этих газах содержатся оксиды азота. Отходящие газы очищают по методу каталитического восстановления при умеренных температурах. В качестве восстановителя выступает аммиак, с помощью которого происходит восстановление оксидов азота до элементарного азота.