ерації водню, які могли працювати при тисках, рівних тискам в контурі синтезу. Схема простої установки рекуперації водню показана на малюнку 1.1.
Малюнок 1.1 - Установка рекуперації водню
Установка рекуперації водню складається тільки з криогенного теплообмінника і сепаратора пар/рідина. У ній відсутні рухомі частини, а отримуваний водень не вимагає дотискування. Вона дозволяє видалити інертні гази і надмірна азот. Така схема обумовлює ступінь конверсії водню в контурі синтезу 98-99%.
Основні характеристики різними способами об'єднувалися в єдине ціле, в результаті чого був розроблений унікальний процес, виграшний з погляду як експлуатації, так і економіки. Завантаженість первинного ріформера зведена до мінімуму за рахунок використання в процесі надмірної кількості повітря, а також за рахунок високого проскока метану з вторинного ріформера. Тиск синтезу підтримується низьким, що дозволяє знизити ступінь стиснення і реалізувати роботу кріогенної установки рекуперації водню з продувних газів при тиску синтезу.
Робота кріогенної установки при тиску контуру синтезу дозволяє без зниження продуктивності установки підвищити витрату продувних газів в контурі синтезу. Більше того, продуктивність кріогенної установки практично не впливає на її капітальні витрати. Отже, можна продуктивно і ефективно з погляду вартості використовувати більший у порівнянні зі звичайним витрата продувних газів. Контур синтезу, таким чином, дозволяє здійснювати синтез аміаку при низькому тиску і високим вмістом інертний в синтез-газі.
Вартісна ефективність кріогенної установки АМУ особливо висока, оскільки вона одночасно виконує 3 функції: рекуперація водню, яка обумовлює 98-99% ступінь конверсії в контурі газу видалення інертних газів, що створює їх більш низьку концентрацію в контурі синтезу, а також управління кількістю азоту, що подається у вторинний ріформер. Відведення надлишкового азоту посилюється у зв'язку з тим, що контур синтезу працює при підвищеному вмісті азоту. Це також знижує реквізит обсяг каталізатора синтезу, оскільки швидкість реакції синтезу аміаку лімітується адсорбцією азоту на каталізаторі, що, у свою чергу, визначається концентрацією азоту в синтез-газі.
Традиційний процес синтезу аміаку визначається стехіометрією реакції (суміш Н2: N2 у співвідношенні 3: 1), а також максимальної конверсією вихідних вуглеводнів в водень. За рахунок використання надлишкового повітря та створення більш високої концентрації метану в технологічному газі перед контуром синтезу при використанні АМV-технології ці обмеження не діють.
Розглянуті критерії оптимальності та їхні розрахункові значення наведені в таблиці 1.2.
абсорбер аміак баланс сировину
Таблиця 1.2 Критерії оптимальності та їхні розрахункові значення
Критерії оптімальностіРасчетние значенія12Температура газу на виході первинного ріформера, ° С770-790Соотношеніе пар/углерод2,75-3,0Сотношеніе Н2: N2 на вході в контур сінтеза2,4-2,6Соотношеніе Н2: N2 на вході в колону сінтеза2,0-2,5Давленіе в контурі синтезу, МПа12,3-15,95
Установка AMV, що працює на заводі Terra at Lambton, Куртрайт, Онтаріо [1] Технологічна схема AMV-установки виробництва аміаку показана на рисунку 1.2
Малюнок 1.2 - Технологічна схема AMV-установки Terra at Lambton, Куртрайт, Онтаріо
Вихідний природний газ змішується з рециркулюючим воднем, нагрівається і очищається від сполук сірки. Газ охолоджується і подається в сатуратор, де він вступає в контакт з рециркулюючим гарячим технологічним конденсатом. У сатураторі відбувається додавання пари безпосередньо в технологічний, при цьому можна використовувати джерела низько потенційного тепла. На установці в Ламбтон використовується паропровід тиском 23,0 МПа, при цьому частина пари під тиском 23,0 МПа використовується для підвищення тиску технологічної пари, що проходить через сатуратор. Сатуратор також є ефективним засобом випаровування технологічного конденсату.
Після сатуратора газ змішується з гострим паром так, щоб отримати ставлення пар/вуглець порядку 2,8: 1, і попередньо нагрівається в конвективної частини печі риформінгу. Реагенти надходять в первинний ріформер, температура газів на виході якого складає близько 780 ° С, а потім подаються у вторинний ріформер, в якому процес риформінгу триває в умовах надлишку повітря. Завдяки наявності джерел дешевої електроенергії більш економічним є нагрівати повітря використанням більшої потужності компресора, що працює на електроенергії, ніж спалюванням більшої кількості газу. Таким чином, температура технологічного повітря на виході з компресора становить 400 ° С. Це повітря спрямовується безпосередньо у втор...
