Установка подготовки технологического газа для его очистки от сернистых соединений в производстве аммиака

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ГАЗА ДЛЯ ЕГО ОЧИСТКИ ОТ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ АММИАКА(71) Заявитель Открытое акционерное общество Гродно Азот(72) Авторы Сиротин Андрей Вячеславович Сурус Леонид Иванович Тутов Владимир Леонидович Поляков Николай Васильевич Бушланов Александр Павлович Михальский Геннадий Романович Лакомкин Александр Андреевич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Гродно Азот(56) ДЕМИДЕНКО И.М. и др. Аммиак. Вопросы технологии. - Горловка ОАО Концерн Стирол, 2001. - С. 7-9.1835788 1, 1996.2234458 1, 2004.2175950 2, 2001.2284296 2, 2006.(57) Установка подготовки технологического газа для его очистки от сернистых соединений в производстве аммиака, содержащая линию технологического газа и последовательно установленные на ней компрессор, подогреватель, аппараты каталитической очистки от сернистых соединений, первичный конвертор, подключенный к линии топливного газа и содержащий реакционную зону и конвекционную зону с установленными в ней утилизаторами тепла, подключенными к линии дымовых газов, отличающаяся тем, что подогреватель установлен в конвекционной зоне первичного конвертора между утилизаторами тепла и снабжен обводной линией, размещенной за пределами конвекционной зоны, на которой установлена запорно-регулирующая арматура. 17512 1 2013.08.30 Изобретение относится к установкам химической технологии и может применяться для осуществления утилизационных теплообменных процессов в химической, нефтехимической промышленности и в производстве минеральных удобрений, например в производстве аммиака, при осуществлении процессов нагрева технологического газа перед его каталитической очисткой от сернистых соединений. Прототипом изобретения выбрана установка подготовки технологического газа для его очистки от сернистых соединений в производстве аммиака, содержащая линию технологического газа и последовательно установленные на ней компрессор, подогреватель,аппараты каталитической очистки от сернистых соединений, первичный конвертор, подключенный к линии топливного газа и содержащий реакционную зону и конвекционную зону с установленными в ней утилизаторами тепла, подключенными к линии дымовых газов 1. Основным недостатком известной установки является значительное потребление топливного газа (метана). Причиной этого является необходимость подогрева технологического газа в огневом подогревателе перед каталитической очисткой до температуры осуществления каталитического процесса. Причем для работы огневого подогревателя, в котором происходит сжигание топливного газа, необходимо подавать воздух, на нагрев которого также расходуется часть топливного газа. Так как воздух подается в огневой подогреватель из окружающей среды, то в холодное время года расход топливного газа в огневой подогреватель возрастает. Таким образом, осуществление процесса нагрева технологического газа в огневом подогревателе существенно увеличивает энергопотребление в виде топливного газа. При этом в известной установке не достаточно полно утилизируется тепло дымовых газов в конвекционной зоне первичного конвертора (температура отходящих дымовых газов более 200 С), что также снижает экономичность установки. Задача, на решение которой направлено изобретение, - повышение экономичности установки за счет снижения потребления топливного газа путем повышения степени утилизации тепла дымовых газов конвекционной зоны первичного конвертора. Поставленная задача решается в установке подготовки технологического газа для его очистки от сернистых соединений в производстве аммиака, содержащей линию технологического газа и последовательно установленные на ней компрессор, подогреватель, аппараты каталитической очистки от сернистых соединений, первичный конвертор, подключенный к линии топливного газа и содержащий реакционную зону и конвекционную зону с установленными в ней утилизаторами тепла, подключенными к линии дымовых газов, в которой, согласно изобретению, подогреватель установлен в конвекционной зоне первичного конвертора между утилизаторами тепла и снабжен обводной линией, размещенной за пределами конвекционной зоны, на которой установлена запорно-регулирующая арматура. Существенность отличий изобретения заключается в следующем. Подогреватель установлен в конвекционной зоне первичного конвертора. Такое решение обеспечивает использование тепла дымовых газов для нагрева технологического газа перед каталитической очисткой, т.е. более полную утилизацию тепла дымовых газов, что снижает вынос тепла из установки и, следовательно, повышает ее экономичность. Более полная утилизация тепла дымовых газов позволяет исключить из установки огневой подогреватель и, следовательно, исключить расход в него топливного газа и воздуха, что повышает экономичность установки. Подогреватель установлен между утилизаторами тепла и снабжен обводной линией за пределами конвекционной зоны с установленной на ней запорно-регулирующей арматурой. Такое решение обеспечивает требуемый нагрев технологического газа до заданной температуры (380 С) и ее автоматическое регулирование, что повышает технологическую и эксплуатационную надежность и обеспечивает работоспособность изобретения. 2 17512 1 2013.08.30 Сущность изобретения поясняется фигурой, на которой показана схема установки. Установка подготовки технологического газа для его очистки от сернистых соединений в производстве аммиака содержит линию 1 технологического газа, на которой последовательно установлены компрессор 2, подогреватель 3 в виде рекуперативного теплообменника, аппараты 4 каталитической очистки от сернистых соединений, первичный конвертор 5,подключенный к линии 6 топливного газа и содержащий реакционную зону 7 (с катализатором) и конвекционную зону 8. В конвекционной зоне 8 установлены утилизаторы 9 тепла дымовых газов рекуперативного типа. Между утилизаторами 9 установлен подогреватель 3 и снабжен обводной линией 10, которая размещена за пределами конвекционной зоны 8. На обводной линии 9 установлена запорно-регулирующая арматура 11 в виде регулирующей заслонки. Установка подготовки технологического газа для его очистки от сернистых соединений в производстве аммиака работает следующим образом. Технологический газ, состоящий из метана, поступает в установку по линии 1, сжимается компрессором 2 до давления 4 МПа. Сжатый технологический газ с температурой около 110 С в который дозируется необходимое количество азотоводородной смеси, направляется частично в подогреватель 3, где происходит его нагрев теплом дымовых газов до температуры около 420 С, а остальное количество газа с температурой около 110 С поступает по обводной линии 10 мимо подогревателя 3. После этого нагретый поток технологического газа и поток технологического газа по обводной линии 9 смешиваются с образованием потока технологического газа заданной температуры (380 С). Поддержание заданной температуры технологического газа обеспечивается изменением количества газа в подогреватель 3 и в обводную линию 10 автоматически посредством запорно-регулирующей арматуры 11. Далее технологический газ с температурой 380 С поступает в аппараты 4, где осуществляется процесс каталитической очистки технологического газа от сернистых соединений. В очищенный технологический газ дозируется водяной пар (на рисунке не показано) и технологический поток в виде парогазовой смеси поступает в один из утилизаторов 9 конвекционной зоны 8,где нагревается до температуры 480 С и поступает в первичный конвертор 5 в реакционную зону 7, где происходит процесс каталитической конверсии метана. Тепло для протекания процесса конверсии метана вносится в реакционную зону 7 путем сжигания топливного газа, поступающего в первичный конвертор 5 по линии 6. В результате сжигания топливного газа образуются дымовые газы, которые из реакционной зоны 7 поступают в конвекционную зону 8, где охлаждаются, проходя через утилизаторы 9 и подогреватель 3. Охлажденные дымовые газы выводятся из установки с температурой около 180 С в атмосферу. За счет нагрева технологического газа в подогревателе 3, размещенного в конвекционной зоне 8 первичного конвертора 5, обеспечивается более полная утилизация тепла дымовых газов, что снижает вынос тепла из установки, повышая, тем самым, ее экономичность. Использование изобретения обеспечивает снижение потребления топливного газа на 5 м 3 на 1 тонну продукционного аммиака за счет более полной утилизации тепла дымовых газов и снижения температуры их выхода на 20 С. Это позволяет исключить из установки огневой подогреватель, работающий на топливном газе. Источники информации 1. Демиденко И.М., Янковский Н.А., Степанов В.А. и др. Аммиак. Вопросы технологии. // Под общ. ред. Янковского Н.А. - Горловка ОАО Концерн Стирол, 2001. -С. 7-8(рис. 1.1, 1.2). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3