Збекистон республикаси олий ва

Глава 5
¹ ₇ 9А
₁₄ 15

Питатель-
ная вода
Природный газ в горелки

Свежий газ из трубокомпрессора

Жидкий NH₃
9Б


Жидкий NH₃
Жидкий NH₃

Рис. 19. Технологическая схема синтеза аммиака:

1 – подогреватель газа; 2 – колонна синтеза; 3 – подогреватель воды; 4 – выносной теплообменник; 5 – воздушный холодильник; 6 – сепаратор; 7 – магнитные фильтры; 8 – конденсационная колонна; 9А, 9Б – аммиачные холодильники; 10 – конденсационная колонна продувочных газов; 11, 12 – аммиачные холодильники на линиях продувочных
и танковых газов; 13 – сборник жидкого аммиака; 14 – промежуточная емкость; 15 – сепаратор

Пройдя четвертый, нижний слой катализатора, азотоводоро- доаммиачная смесь с содержанием аммиака ~15% и температурой 500–515°С по центральной трубе поднимается вверх, входит в трубки внутреннего теплообменника, охлаждаясь до температуры 330°С, и выходит из колонны синтеза. Далее газовая смесь прохо- дит трубное пространство подогревателя питательной воды 3, ох- лаждаясь до температуры 215°С. После прохождения трубного пространства выносного теплообменника 4, она охлаждается вхо- дящим циркуляционным газом до 65°С, затем до 40°С – в аппара- тах воздушного охлаждения 5 (узел первичной конденсации), где из газа конденсируется часть аммиака. Сконденсировавшийся ам- миак отделяется в сепараторе 6, а газовая смесь, содержащая 10– 12% NН₃, поступает в азотоводородный компрессор, где сжимает- ся еще раз до 320 · 10⁵ Па.

Циркуляционный газ с температурой 50°С поступает в систе- му вторичной конденсации, состоящую из конденсационной ко- лонны 8 и испарителей жидкого аммиака 9. Газ подается в конден- сационную колонну сверху, проходит межтрубное пространство теплообменника, охлаждаясь до 18°С газом, идущим по трубкам. Далее газ поступает в испаритель жидкого аммиака, где, проходя по U-образным трубкам высокого давления, охлаждается до –5°С за счет кипения аммиака при температуре –10°С в межтрубном пространстве испарителя. Газообразный аммиак из межтрубного пространства испарителя направляется в холодильную установку для сжижения аммиака и возврата в испарители.
Из трубного пространства испарителя смесь охлажденного циркуляционного газа и сконденсировавшегося аммиака поступа- ет в сепарационную часть конденсационной колонны, где проис- ходит отделение жидкого аммиака от газа. Здесь же свежий газ смешивается с циркуляционным. Далее газовая смесь проходит корзину, заполненную полуфарфоровыми кольцами, где отделяет- ся от капель жидкого аммиака, поднимается по трубкам теплооб- менника конденсационной колонны и направляется в выносной теплообменник, а затем – в колонну синтеза аммиака. Так цирку- ляционный цикл замыкается.
Жидкий аммиак после первичного сепаратора с температурой 40°С, пройдя магнитные фильтры 7, очищается от катализаторной пыли, дросселируется до давления 20 · 10⁵ Па и поступает в сбор- ник жидкого аммиака 13, куда также под давлением 20 · 10⁵ Па

поступает аммиак из конденсационной колонны. За счет дроссели- рования жидкого аммиака с высокого давления до давления 20 · 10⁵ Па происходит выделение растворенных в жидком аммиаке газов Н₂, N₂, Аг, СН₄. Эти газы, называемые танковыми, содержат около 16% NН₃. Утилизация аммиака из танковых газов произво- дится путем его конденсации в испарителе 12 на линии танковых газов при температуре от –20 до –25°С.

Из испарителя танковые газы и сконденсировавшийся ам- миак поступают в сепаратор 15, где жидкий аммиак отделяется и подается в сборник 13. Для поддержания в циркуляционном газе содержания инертов в пределах 14–18% производят посто- янный отбор части газа после первичной конденсации. Количе- ство продувочных газов зависит от содержания инертных при- месей в свежем газе, давления в системе синтеза, активности ка- тализатора и колеблется в пределах 3–8 тыс. м³. Аммиак из продувочных газов выделяется при температуре (–25)–(–30)°С в конденсационной колонне 10 и испарителе 11. Смесь танковых и продувочных газов после выделения аммиака используют как топливный газ, для чего она направляется на сжигание в блок риформинга метана.