книги / Химическая технология неорганических веществ. Кн. 1
.pdfходит сепарагор-влагоотделитель, в котором освобождается от конден сата и направляется на очистку от диоксида углерода.
Для повышения выхода аммиака и улучшения эффективности процесса очистки рекомендуется на стадии охлаждения газа после НТК включать в схему установку селективного окисления оксида уг лерода (рис. 10.19). Процесс заключается в том, что оксид углерода, оставшийся в газе после НТК, селективно окисляется на специаль ном катализаторе, содержащем металлы платиновой группы. Остаточ ное содержание оксида углерода составляет при этом несколько со тых долей процента. Образующийся диоксид углерода удаляется. Применение селективной очистки увеличивает срок службы НТК конверсии оксида углерода.
Реакция селективного окисления протекает в интервале темпе
ратур |
60— 150° С |
в присутствии незначительного количества водя |
|
ных |
паров. Метод |
применяют при содержании углерода в газе от |
|
0,1 |
до |
1,0%. |
|
Для проведения процесса конверсии оксида углерода применяют аппараты двух типов — с аксиальным и радиальным ходом газа. В ак сиальных реакторах парогазовая смесь проходит параллельно оси аппа рата, а в радиальных конверторах — перпендикулярно оси аппарата.
Основными аппаратами аксиального и радиального типов, кото рые используются на стадиях как сероочистки, так и метанирования, являются полочные и шахтные реакторы, конверторы оксида углеро да и каталитические аппараты.
Рис 10.19. Схема установки окисления |
Рис 10.20. Полочный конвертор оксида |
оксида углерода: |
углерода: |
I — теплообменник; 2 — сепаратор-холодильник; |
1— входной штуцер; 2 — катализатор; 3 — ре |
3 — каталитический реактор |
шетка; 4 — выходной штуцер; 5 — разгрузоч |
|
ный люк; 6 — загрузочный люк |
ленных образцов катализаторов превышало почти в 30 раз. Поэто му при содержании пыли и мелких фракций более 1% катализатор рассеивают на специальной установке, оборудованной набором виб рирующих сит. Загрузку катализатора производят с помощью авто
матически |
опорожняющегося бункера при высоте падения гранул |
не более |
1,0— 1,5 м. |
В радиальных реакторах (рис. 10.22) катализатор находится в коаксиально расположенных центральной трубе 4 и наружной обе чайке, рабочие поверхности которых перфорированы и покрыты сеткой со стороны катализатора. Между корпусом 2 реактора и наружной обечайкой перфорированной трубы J образуется кольце вой канал, по которому либо отводят продукты реакции, либо вво дят сырье. Следовательно, в радиальном реакторе имеет место сложное движение потока одновременно в осевом направлении (по
Рис 10.21. Шахтный конвертор оксида |
Рис |
10.22. Радиальный двухкорзиночный |
|||||
углерода: |
|
|
конвертор |
оксида углерода: |
|
||
I — входной штуцер; 2 — термопарный карман; |
1 — загрузочный люк; 2 |
— корпус; 3 — катали |
|||||
3 — металлические |
сетки; |
4 — разгрузочный |
затор; 4 — центральная |
перфорированная |
тру |
||
люк; 5 — выходной |
штуцер; |
б — керамические |
ба; |
5 — наружная |
перфорированная труба; |
||
шары; 7 — катализатор; 8 — металлические ко |
6 — разгрузочный |
люк; |
7 — катализатор |
для |
|||
льца Рашига; |
9 — загрузочный люк |
|
компенсации усадки |
|
тарелки нижней секции регенератора 6 поступает 5— 10 м3 раствора МЭА в час, туда же предварительно закачивают 1,0— 1,5 м3 42%-но го раствора гидроксида натрия для нейтрализации кислых продуктов разложения моноэтаноламина. Раствор гидроксида натрия готовят в растворителе NaOH и подают в смоловыделитель центробежным на сосом. В трубки смоловыделителя поступает греющий пар. Раствор кипит при температуре от 120 до 145° С. Пары МЭА и воды из смо ловыделителя поступают в куб регенератора. В процессе повышения температуры раствора в смоловыделителе до 143— 145° С и содержа ния смолистых веществ в нижней части аппарата до 280— 400 г/л прекращают подачу раствора в аппарат разгонки и переходят ко вто рой стадии — отгонке МЭА с водяным паром. Процесс проводят до содержания МЭА в парах не более 0,5%, в кубовом остат ке — 15—20% (масс.). В процессе упарки контролируют уровень рас твора в аппарате и наличие смолистых веществ в парогазовой смеси. Оптимальный расход пара, подаваемого в трубное пространство, со ставляет около 3 т/ч. По окончании выпаривания кубовой остаток сливают, аппарат промывают и снова включают в работу. Продолжи тельность первой стадии разгонки зависит от скорости накопления смол в смоловыделителе и составляет 10—20 сут. Продолжитель ность второй стадии составляет одни сутки.
Конвертированный газ очищают от диоксида углерода раствором карбоната калия. Способ основан на взаимодействии диоксида угле рода с карбонатом калия по суммарному уравнению:
К2С 03 + С 02 + Н20 ^ 2КНС03
Скорость взаимодействия реагентов практически полностью лими тируется скоростью медленно протекающей реакции в жидкой фазе:
С 0 2 + о н - н с о ;
Недостатками процесса являются: малая растворимость карбоната калия в воде (особенно гидрокарбоната) при обычной температуре; низ кая скорость процесса абсорбции, которая требует значительной цирку ляции раствора, что обусловливает увеличение габаритов аппаратов. Кроме того, равновесное парциальное давление диоксида углерода над растворами карбоната калия относительно велико, поэтому не удается достичь тонкой очистки газа (0,08—0,15% С02 в газе после очистки). Преимуществами способа являются: применение недорогостоящего кар боната калия и сравнительно низкий расход тепла на регенерацию.
Значительное распространение получили методы очистки газа го рячими растворами карбоната калия, активированными различными добавками.