Установка для виробництва аміаку

Предлагаемое изобретение относится к установкам для производства аммиака и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. Известна установка для производства аммиака, включающая компрессор свежей азотоводородной смеси (ABC), аммиачный холодильник, вторичный сепаратор, колонну синтеза, котел-утилизатор, первичный конденсатор с сепаратором, магнитные фильтры, сборники жидкого аммиака и аммиачный компрессор [1]. Недостатком указанной установки является ее неэкономичность из-за повышенного расхода электроэнергии. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является установка для производства аммиака, содержащая последовательно соединенные отделения сероочистки, риформинга метана, конверсии оксида углерода, моноэтаноламиновой очистки, включающей газовый кипятильник с сепаратором, метанирования, компрессии, синтеза аммиака с абсорбционно-холодильной установкой, отделение разгонки газового конденсата с отпарной колонной, и последовательно соединенные установку деаэрации глубоко обессоленной воды и отделение парообразования, соединенное с отделением риформинга [2]. Однако эта установка также энергоемкая. Это обусловлено тем, что для получения пара в отделении парообразования потребляется со стороны глубокообессоленная вода с температурой 25°C в количестве 67т/ч и для ее аэрации и получения пара расходуется пар давлением 3,5кг/см 2, расходуется до 3Гкал/ч энергии. В то же время, выделяемый в отделении разгонки, газовый конденсат с температурой 75°C не используется в установке, а направляется в коллектор сточных вод, где его тепловая энергия безвозвратно теряется. В основу изобретения поставлена задача создания установки для производства аммиака, в которой, путем введения дополнительных, самих по себе известных в технике, элементов их новой взаимосвязи с известными элементами установки, обеспечивается возможность использования газового конденсата для получения пара. Эта задача решается тем, что в известную установку, содержащую последовательно соединенные отделения сероочистки риформинга метана, конверсии оксида углерода, моноэтаноламиновой очистки, включающей газовый кипятильник с сепаратором метанирования, компрессии, синтеза аммиака с абсорбционно-холодильной установкой, отделение разгонки газового конденсата с отпарной колонной, и последовательно соединенные установку деаэрации глубокообессоленной воды и отделение парообразования, соединенное с отделением риформинга, дополнительно введены последовательно соединенные промежуточная емкость газового конденсата, насос, два параллельно соединенных катионитных фильтра, промежуточная емкость глубокообессоленной воды и насос, выход которого подключен к установке деаэрации глубокообессоленной воды, а вход промежуточной емкости газового конденсата подключен к отделению разгонки газового конденсата. Новая взаимосвязь элементов установки с дополнительно введенными, известными в технике элементами (емкости, катионитные фильтры и насосы), обеспечивает возможность получения пара в отделении парообразования за счет использования собственных ресурсов, а именно, газового конденсата, выделяемого в отделении разгонки. Это позволяет: исключить потребление свежей глубокообессоленной воды со стороны, использовать тепловую энергию газового конденсата в процессе аэрации и парообразования, за счет чего снижается расход пара давлением 3,5кг/см 2 в установке деаэрации, что снижает потребление энергии до 3Гкал/ч. Еще одним преимуществом предлагаемой установки является снижение затрат энергии на транспортировку газового конденсата на очистные сооружения, сокращение трубопроводов и водной арматуры для подачи газового конденсата на очистные сооружения. На чертеже (фиг.) представлена предлагаемая установка для производства аммиака. Она содержит последовательно соединенные отделения сероочистки 1, риформинга метана 2, парообразования 3 с установкой деаэрации 4 глубокообессоленной воды, конверсии оксида углерода 5, моноэтаноламиновой очистки 6, включающей газовый кипятильник 7 с сепаратором 8, метанирования 9, компрессии 10, синтеза аммиака 11 с абсорбционно-холодильной установкой 12, отделение разгонки газового конденсата 13 с отпарной колонной 14, последовательно соединенные промежуточную емкость газового конденсата 15, насос 16, два параллельно соединенных катионитных фильтра 17, 18, промежуточную емкость 19 глубокообессоленной воды и насос 20. Выход насоса 20 подключен к установке деаэрации 4 глубокообессоленной воды, а вход промежуточной емкости газового конденсата 15 подключен к отделению разгонки газового конденсата 13. Установка работает следующим образом. Природный газ в количестве 36000нм 3/ч с давлением 44кгс/см 2 и температурой 147°C смешивается с азотоводородной смесью (ABC) в количестве 6000нм 3/ч до содержания водорода в смеси 10,7% и подается в отделение сероочистки 1, где в каталитическом реакторе на кобальт- молибденовом катализаторе при температуре 390°C происходит гидрирование сернистых соединений, содержащихся в природном газе, до сероводорода, а затем поглощение сероводорода окисно-цинковым поглотителем до содержания его не более 0,5мг/см 3. Очищенная газовая смесь смешивается с водяным паром в количестве 132000нм 3/ч и поступает в отделение риформинга метана 2 первой ступени, где на никелевом катализаторе при температуре 800°C и давлении 35кгс/см 2 происходит конверсия природного газа водяным паром, поступающим из отделения парообразования 3, до содержания метана в газе 11об.%. В отделении 2 тепло реакции процесса используется в отделении парообразования 3 для получения перегретого пара с температурой 485°C, давлением 105кгс/см 2, а также для подогрева до температуры 300°C деаэрированной воды, поступающей на питание паровых котлов с установки деаэрации 4. Затем газ поступает на вторую ступень конверсии, где при температуре 1200°C и давлении 32кгс/см 2 происходит паровоздушная конверсия метана до остаточного содержания метана 0,3об.%. После вторичного риформинга 2 газ состава, в % об: CO2 - 0,5 - 11, CO - 8 - 11, H2 - 67 - 71, CH4 - 0,5, N 2 - 23, при давлении 31кгс/см 2 и температуре 400°C в смеси с паром поступает в отделение конверсии 5. Процесс двухступенчатой каталитической конверсии оксида углерода осуществляется в высокотемпературном конверторе на железохромовом катализаторе при температуре 450°C, объемной скорости (сухо го газа) газа 1360ч-1 и объемном соотношении пар : газ 0,57 : 1, а затем в низкотемпературном конверторе на цинк-медном катализаторе при объемной скорости (по сухому газ у) 1950ч-1 и температуре 280°C. Состав неочищенного конвертированного газа (в пересчете на сухой газ) на выходе отделения 5 следующий, об.%: CO2 - 12 - 19, CO - 0,65, H2 - 58 - 63, CH4 - 0,5, N2 - 20, Ar - 0,25. Далее газ этого состава при температуре 180°C и давлении 28,5кгс/см 2 поступает в газовый кипятилъник 7 отделения МЭАО и поступает в сепаратор 8, где происходит отделение газового конденсата из конвертированной паро-газовой смеси, который образовался в процессе ее охлаждения. Газовый конденсат в количестве 677т/ч, отделяющийся от газовой смеси, содержащей растворенные диоксид углерода и аммиак, поступает с температурой 100°C в отпарную колонну 14 отделения разгонки газового конденсата 13. В колонне 14 при температуре 128°C и давлении 2,6кгс/см 2 из газового конденсата выделяются растворенные газы. Полученный газовый конденсат с температурой 75°C и содержанием примесей аммиака 70мг/л, органических соединений - 40мг/л (в пересчете на метанол), железа 13,2мг/л, хлора 1,2мг/л, диоксида кремния 16мг/л при pH = 1 из отделения разгонки 13 поступает в промежуточную емкость 15, из которой насосом 16 подается на катионитные фильтры 17 или 18 (один из них находится на регенерации). Конденсат после фильтра 17 или 18 с содержанием железа 0,03мг/л, диоксида кремния 0,025мг/л при pH 8 поступает в промежуточную емкость 19, из которой насосом 20 подается на установку деаэрации 4 отделения парообразования 3. Выходящая из верха колонны 14 отделения 13 парогазовая смесь с температурой 126°C поступает в генераторы-ректификаторы АХУ 12 отделения синтеза 11. В генераторы 12 поступает с температурой 137°C и конвертированная парогазовая смесь, где охлаждается до температуры 110°C. Отделившийся газовый конденсат из установки 12 направляется в отпарную колонну 14 отделения 13, а конвертированная парогазовая смесь, пройдя охладители отделения разгонки 13, с температурой 50°C поступает в отделение МЭ АО 6. В результате очистки конвертированный газ, содержащий 0,03об.% диоксида углерода и 0,7% оксида углерода направляется в отделение метанирования 9, где на никель-алюминиевом катализаторе проходит процесс гидрирования кислородсодержащих соединений при температуре 310 - 380°C и объемной скорости 4170ч-1. Из отделения метанирования очищенная азотоводородная смесь с давлением 24 - 25кгс/см 2 и температурой 45°C с содержанием, об.%: H2 - 74,16, N2 - 24,47, CH4 - 1,07, Ar - 0,3, CO2 до 5ррм, CO до 20ррм, поступает в отделение компрессии синтез-газа 10, где сжимается последовательно до давления 320кгс/см 2, а затем с температурой 45°C направляется в отделение синтеза аммиака 11, где в колонне синтеза на железном катализаторе происходит процесс превращения ABC в аммиак при температуре 420 530°C и объемной скорости 18000ч-1. Источники информации 1. Кузнецов Л.Д. и др . Синтез аммиака. - М.: Химия, 1982. - С.152 - 153. 2. Постоянный технологический регламент производства аммиака цеха 1-Б г.Северодонецк, 1985 (прототип).