Способ регулирования состава синтез-газа

 

ОП ИСА НИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

286999

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Кл. 12k, 1/06

Заявлено 22.Ч! II.1967 (№ 1182260/23-26) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 19.XI.1970. Бюллетень № 35

Комитет ао делам изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

ЧПК С 01с 1/06

УДК 661.531(088.8) Дата опубликования описания 9.П.1971

Авторы изобретения

Р. П. Рило и Ф. И. Богатиков

Заявитель

СПОСОБ РЕГУЛ И РОВАН ИЯ СОСТАВА СИ НТЕЗ-ГАЗА

Изобретение относится к производству а»миака, когда для осуществления синтеза применяется парогазокислородовоздушная каталитическая конверсия углеводородных газов.

Известен способ регулирования состава синтез-газа для производства амм иака путем подачи азота на смешение с синтез-газом в конвертор окиси углерода. Количество подаьаемого азота регулируется в зависимости от соотношения водорода и азота в синтез-газе или в циркуляционном газе агрегатов синтеза аммиака. Однако использовать азот, содержащий более 1 об. % кислорода, для дозировки в синтез-газ небезопасно из-за возможного образования взрывоопасных смесей.

Целью изобретения является создание безопасного в эксплуатации способа дозировки азота в синтез-газ для производства аммиака путем введения азота в линию кислородовоздушной смеси перед смешением кислородовоздушной и парогазовой смесей. Для этого азот подают в линию кислородовоздушной смеси (КВС) непосредственно перед смешением КВС и парогазовой смеси (ПГС). Азот, содержащий до 7 об. % кислорода, подают после предварительного подогрева конвертированным газом до температуры 500 — 800 С.

Вследствие незначительного по сравнению с расходами КВС и ПГС расхода и высокой температуры азота, благодаря содержанию в нем кислорода, подача азота в смеситель КВС и ПГС не оказывает заметного влияния на температурный режим конвертора углеводородных газов.

5 На чертеже представлена схема осуществления предложенного способа.

Углеводородные газы в количестве

5000 л"час поступают по линии 1 через регулирующий клапан 2, работающий под дейстН вием регулятора расхода 3. в сатурационную башню 4. Для автоматического прекращения подачи газа при авариях на линии 1 устанавливается отсекающий клапан 5. После насыщения газа в сатурационной башне 4 водяным паром за счет поступающего в башню горячего конденсата образуется ПГС с объемным соотношением газа и пара, равным 1: 0,3, которая по линии 6 подается в межтрубное пространство теплообменника 7, куда также идет водяной пар по линии 8 для получения ПГС с объемным соотношением газа и пара, равным 1: 1.

Подогретая за счет тепла конверторного газа, движущегося по трубному пространству теплообменннка 7, ПГС с температурой 550 С поступает по линии 9 в межтрубное пространство смесителя 10. По линии 11 в трубки смесителя направляется КВС в количестве

6500 л /час, содержащая 41 об. % кислорода.

Количество КВС измеряется расходомером 12

286999 и регулируется клапаном 18 в зависимости от расхода углеводородных газов,и от температуры конвертированного газа 14, выходящего из конвертора метана 15. Для прекращения подачи КВС в аварийных случаях установле- 5 ны отсекатели 16.

Азот в количестве 500 лР/час, содержащий

5 /О кислорода, подается по линии 17 через расходомер 18, регулирующий клапан 19 и отсекающие,клапаны 20 в змеевиковый подо- 10 греватель 21, в котором нагревается до температуры 600 С конвертированным газом, поступающим в увлажнитель 22 Ilo линии 28.

Конвертированный газ охлаждается в увлажнителе до температуры 650 С поступающим 15 по трубопроводу 24 конденсатом, который разбрызгивается при помощи форсунок 25, Для предотвращения попадания влаги на змеевик подогревателя 21 и трубную доску теплообменника 7 в увлажнителе 22 смонтирован кап- 20 леотбойник 2б. В случае применения азота с низким содержанием кислорода змеевик овый подогреватель 21 устанавливается ниже форсунок 25 с целью нагрева азота до температуры выше 600 С. 2д

Из подогревателя 21 азот поступает по линии 27 в смеситель 10, где смешивается с КВС во входном штуцере, и далее обогащенная азотом КВС смешивается с ПГС, посл е чего парогазокислородовоздушная смесь подается 30 в слой катализатора конвертора метана 15, где протекают реакциями между углеводородными газами, кислородом и паром. Конвертированный газ из конвертора метана 15 по линии

28 идет в увлажнитель 22, далее — в трубки теплообменника 7 .и по линии 28 направляется в конвертор окиси углерода. Регулирование расхода азота по линии 27 клапаном 19 производится автоматически или дистанционно в зависимости от объемного соотношения водо- 4О рода и азота в синтез-газе или циркуляциопном газе в агрегатах синтеза аммиака. Управление клапаном осуществляется автоматически или дистанционно по показаниям анализатора 29 на водород. Вследствие того, что азот перед поступлением |в смеситель. 10 подогревается, температура парогазокислородовоздушной смеси, поступающей в слой катализатора конвертора метана 15, выше температуры в условиях работы без дозировки подогретого азота в смеситель 10. Необходимое соотношение между в одородом и азотом в синтез-газе обеспечивается изменением количества подаваемого по линии 27 азота при постоянных расходах КВС по линии 11 и природного газа по линии 1. При увеличении соотношения водорода и азота в синтез-газе количество поступающего по линии 27 азота увеличивается, в результате чего происходит уменьшение объемного соотношения водорода и азота как за счет увеличения концентрации азота в синтез-газе, так и за счет уменьшения концентрациями водорода в результате реакции введенного с азотом кислорода с газом.

Предмет изобретения

1. Способ регулирования состава синтезгаза, полученного парогазокислородовоздушной каталитической конверсией углеводородных газов, для синтеза аммиака путем дозировки азота, отличающийся тем, что, с целью безопасности процесса, азот подают в линию кислородовоздушной смеси перед смешением кислородовоздушной и парогазовой смесей.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что подают азот, содержащий до 7 об. о/о кислорода, после предварительного подогрева конвертированным газом до температуры 500 — 800 C.

286999 !

Составитель Г. Леонтьева

Редактор Н. Корченко Техред Л. В. Куклина

К<;рректор Г. С. Мухина

Заказ 827/1 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совепе Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тнп. Харьк. фил, пред. «Патент»