3 Технологічна схема виробництва аміака

Принципова технологічна схема синтезу аміаку в агрегаті потужністю 1360 т / добу на вітчизняному обладнанні.

Свіжа азотоводородная суміш після очищення метанірованія стискається у відцентровому компресорі до тиску 32 МПа і після охолодження в повітряному холодильнику (на схемі не показаний) надходить у нижню частину конденсаційної колони 8 для очищення від залишкових домішок СО₂, Н₂О і слідів масла. Свіжий газ барботируют через шар сконденсовавшогося рідкого аміаку, звільняється при цьому від водяної пари і слідів СО₂ і масла, насичується аміаком до 3-5% і змішується з циркуляційним газом. Отримана суміш проходить по трубках теплообмінника конденсаційної колони і направляють у міжтрубний простір виносного теплообмінника 4, де нагрівається до 185-195 ⁰С за рахунок теплоти газу, що виходить з колони синтезу. Потім циркуляційний газ надходить в колони синтезу 2.

У колоні синтезу газ проходить знизу вгору по кільцевій щілини між корпусом колони і кожухом насадки і надходить у міжтрубний простір внутрішнього теплообмінника, розміщеного у горловині корпусу колони синтезу. У теплообміннику циркуляційний газ нагрівається до температури початку реакції 400-440 °С за рахунок теплоти конвертованого газу і потім послідовно проходить чотири шару каталізатора, в результаті чого концентрація аміаку в газі підвищується до 15%. Пройшовши через центральну трубу, при температурі 500-515 °С азотоводорідоамміачна суміш направляється у внутрішній теплообмінник, де охолоджується до 330 °С. Подальше охолодження газової суміші до 215 ° С здійснюється у трубному просторі підігрівача живильної води 3, в трубному просторі виносного теплообмінника 4 до 65 °С за рахунок холодного циркулюючого газу, що йде по міжтрубному простору, і потім в апаратах повітряного охолодження 7 до 40 °С , при цьому частина аміаку конденсується. Рідкий аміак, сконденсований при охолодженні, відокремлюється в сепараторі 6, а потім суміш, яка містить 10-12% NH₃, йде на циркуляційний колесо компресора 5 азотоводородной суміші, де стискається до 32 МПа.

Циркуляційний газ при температурі 50 °С поступає в систему вторинної конденсації, що включає конденсаційну колону 8 і випарники рідкого аміаку 15. У конденсаційної колоні газ охолоджується до 18 °С і в випарника за рахунок кипіння аміаку в міжтрубному просторі до - 5 °С. З трубного простору випарників суміш охолодженого циркуляційного газу й сконденсованого аміаку надходить в сепараційну частину конденсаційної колони, де відбувається відділення рідкого аміаку від газу і змішання свіжої азотоводородной суміші з циркуляційним газом. Далі газова суміш проходить кошик з фарфоровими кільцями Рашига, де відділяється від крапель рідкого аміаку, піднімається по трубках теплообмінника і прямує в виносної теплообмінник 4, а потім у колону синтезу.

Рідкий аміак з первинного сепаратора проходить магнітний фільтр 16, де з нього виділяється каталізаторний пил, і змішується з рідким аміаком з конденсаційної колони 8. Потім його дросселюють до тиску 4 МПа і відводять до збірки рідкого аміаку 11. У результаті дроселювання рідкого аміаку до 4 МПа відбувається виділення розчинених у ньому газів Н₂, N₂, O₂, CH₄. Ці гази, звані танковими, містять 16-18% NН₃. Тому танкові гази направляють у випарник 12 з метою утилізації аміаку шляхом його конденсації при - 25 °С. З випарника танкові гази й сконденсований аміак надходить у сепаратор 13 для відділення рідкого аміаку, що направляється до збірника рідкого аміаку 11.

Для підтримки в циркуляційному газі постійного утримання інертних газів, що не перевищує 10%, проводиться продування газу після первинної конденсації аміаку (після сепаратора 6). Продувні гази містять 8-9% NН₃, який виділяється при температурі - 25 ... -30 °С у конденсаційної колоні 9 і випарники 10 продувних газів. Суміш танкових і продувних газів після виділення аміаку використовується як паливний газ.