Инструкция по рабочему месту и охране труда аппаратчика синтеза цеха по производству аммиака № 1. Раздел 2: очистка газа от СО2 и метанирование, страница 10

Смесь СО2/пар от эжектора 301-Х поступает в воздушные холодильники 110-С где охлаждается до 70°С и поступает в сепаратор 113-F. Регулирование температуры воздуха производится автоматически регулятором TC-31, изменяющим степень открытия жалюзей на входе охлаждающего воздуха.

Из сепаратора 113-F углекислый газ с давлением не более 0,35 кгс/см2 через заслонку регулятора давления в системе регулирования PIC-24 и брызгоотделитель 173-F выводится в атмосферу. Часть СО2 отводится в производство карбамида. Отделившийся в 173-F конденсат стекает из брызгоотделителя в линию конденсата из сепаратора 113-F.

 Конденсат из сепаратора 113-F откачивается насосами 108-J/JA в качестве флегмы на орошение в регенератор 102-ЕB (по линии 3 CAR C014), на уплотнение насосов 106-J/JA, 107-J/А,В,С и на приготовление раствора антивспенивателя. Нормально в работе находится один насос 108-J/JA, второй находится в резерве и включается в работу автоматически в случае остановки работающего.

Предельные положения уровня в сепараторе 113-F сигнализируются в ЦПУ максимальный – от LICA-23, минимальный – от LA-22L.

Предусмотрен также отбор части конденсата из 113-F на уплотнение насосов «бедного» раствора «Карсол» 106-J/JA и насосов «полубедного» раствора «Карсол» 107-JA/JB/JC. Конденсат на вышеупомянутые насосы подается насосами 108-J/JA. Во время пуска для поддержания уровня в 113-F предусмотрена подача деминерализованной воды через клапан LCV-23 «В». При нормальной работе подается вместо деминерализованной воды отпарной конденсат.

Сопротивление регенераторов измеряется перепадомерами PDI-30      (102-EA) и PDI-29 (102-ЕВ), сигнализирующими максимальный перепад.

Уровень в нижнем корпусе регенераторов контролируется показаниями приборов LIC-70 (102-ЕА) и LIC-18 (102-ЕВ), сигнализирующими предельные положения уровня в ЦПУ. Для поддержания уровня в нижнем корпусе регенераторов в них подается конденсат после турбин насосов 104-J/JA. Подача конденсата осуществляется насосом 114-J/JA через клапан НСV-5 с дистанционным управлением.

Количество подаваемого конденсата измеряется расходомером FI-41. Антипенная присадка готовится в баке растворителе 110-LF и подается в систему насосом –дозатором 110-LJ (в линию 3 CAR 57) после клапана LCV-23 «А» на входе в   102-ЕА/ЕВ.

Для поддержания в растворе «Карсол» соотношения ванадия V+5 и V+4 не менее 1:1 в емкость 115-F предусмотрена подача воздуха для окисления.

Для приготовления раствора «Карсол» и подпитки системы свежим раствором предусмотрен насос 111-J.

Для аварийного слива раствора из системы на коллекторе подачи его на теплообменник 107-С предусмотрен трубопровод в хранилище раствора 114-F .

На трубопроводе предусмотрена задвижка с дистанционным управлением EmV-10.

Сточные воды, собираемые на агрегате, по ливневым каналам стекают в сборник 116-F, откуда откачиваются дренажным насосом 116-LJF в емкость нейтрализации стоков 1301-F.

3.4.2  Тонкая очистка газа от оксида и диоксида углерода (метанирование)

 После очистки газа от СО2 конвертированный газ имеет следующий состав (в пересчете на сухой газ) в объемных долях:

Водород Н2 -73¸75%

Азот  N2   -23¸25%

Оксид углерода СО – не более 0,65%

Диоксид углерода СО2- не более 0,1%

Метан   СН4     - не более 0,5%

Дальнейшее освобождение газа от кислородосодержащих соединений (СО+СО2) , являющихся ядами для катализатора синтеза, производится путем восстановления их до метана на никелевом  катализаторе НКМ-1 в метанаторе 106-D.

Гидрирование оксидов углерода происходит по следующим обратимым экзотермическим реакциям:

СО + 3Н2 ® СН4 + Н2О + 50,4 ккал/моль

СО2 + 4Н2 ® СН4 +2Н2О +39,3 ккал/моль

Объемная доля СО в газе =1% повышает температуру газа за счет теплового эффекта реакции на 70оС, СО2- на 60оС (теоретически).

При указанном выше содержании СО и СО2 в газе повышение температуры за счет реакции метанирования составит 48оС (с учетом тепловых потерь).

Подогрев газа перед метанированием осуществляется в две ступени. Сначала газ подогревается в теплообменнике 136-С синтез-газом после первой ступени компрессора 103-J до температуры 120оС. Затем до температуры 320оС газ подогревается в теплообменнике 104-С газом, выходящим из высокотемпературного конвертора оксида углерода 104-DА.

 Заданная температура газа на входе в метанатор поддерживается регулятором TC-12 путем байпасирования части этого газа мимо теплообменника  104-С.

 Газ с давлением до 2,59 МПа (26,4 кгс/см2) и температурой 320оС проходит сверху вниз слой никелевого катализатора (33,7м3) и с температурой не более 375оС выходит из метанатора.

Остаточное содержание СО в газе составляет не более 10 ррм, СО2 – не более 5,0 ррм.

Вследствие высокой экзотермичности реакции метанирования при повышении содержания СО и СО2 в газе, подаваемом в метанатор, возможен значительный разогрев катализатора (расчетная температура 455оС). В связи с этим предусмотрен тщательный контроль температуры во всех слоях катализатора (прибор TS-8 точки 1¸5) с сигнализацией ее максимальных значений. При достижении в любой точке метанатора температуры 455оС срабатывают  блокировки TS-8-1¸5НН, ТS-21¸25HН.

При этом автоматически закрывается отсекатель EmV- 8 и заслонка  EmV-4 на входе газа в метанатор, останавливается компрессор синтез- газа  103-J , закрывается клапан НС-11 на входе питательной воды в 114-С, РСV-5 будет автоматически открываться (синхронно закрытию EmV-8), сбрасывая  газ на факельную установку 102-U, поддерживая установленное задатчиком давление.

После выхода из метанатора газ охлаждается до температуры не более 150оС в подогревателе питательной воды 114-С. Прибор TI-43-20 сигнализирует в ЦПУ завышение температуры газа на входе в 114-С. Дальнейшее охлаждение газа до температуры 40-50оС происходит в воздушном холодильнике 115-С.

Для связывания свободной углекислоты  в пусковой период перед воздушным холодильником 115-С предусмотрен впрыск жидкого аммиака от насосов 117-J/JA.

 Регулирование температуры синтез- газа производится автоматически регулятором TC- 32, изменяющим степень открытия жалюзи на входе охлаждающего воздуха в холодильник 115-С.