Установка для охлаждения конвертированного газа и нагрева речной воды в производстве аммиака

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ КОНВЕРТИРОВАННОГО ГАЗА И НАГРЕВА РЕЧНОЙ ВОДЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ АММИАКА(71) Заявитель Открытое акционерное общество Гродно Азот(72) Авторы Сурус Леонид Иванович Тутов Владимир Леонидович Поляков Николай Васильевич Лакомкин Александр Андреевич Бушланов Александр Павлович Леонов Олег Владимирович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Гродно Азот(57) 1. Установка для охлаждения конвертированного газа и нагрева речной воды в производстве аммиака, содержащая линию конвертированного газа и последовательно установленные на ней метанатор, воздушный холодильник, сепаратор, компрессор, а также содержащая линию деминерализованной воды, колонну термической очистки газового конденсата, подключенную в верхней зоне к линии загрязненного газового конденсата и в нижней части подключенную к линии очищенного газового конденсата, линию подачи речной воды с установленным на ней подогревателем, отличающаяся тем, что после метанатора перед воздушным холодильником установлены последовательно кожухотрубчатый холодильник-конденсатор, подключенный к линии деминерализованной воды, и сепаратор, а линия очищенного газового конденсата подключена последовательно к насосу и к подогревателю речной воды. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что линия очищенного газового конденсата в зонах после подогревателя речной воды и перед насосом снабжена перемычкой. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что на перемычке размещена запорнорегулирующая арматура.(56) 1. Промышленный технологический регламент производств аммиака цеха аммиака 3-й очереди (поставка фирмы ТЕС), регистрационный 34 от 23.10.2003 г. ОАО Гродно Азот (С. 34 и 35). Промышленный технологический регламент установок водоподготовки цеха аммиак 3, регистрационный 32 от 28.09.2007 г. ОАО Гродно Азот, С. 8 и 9. Полезная модель относится к установкам химической технологии и может применяться для осуществления утилизационных теплообменных процессов в химической и нефтехимической промышленности, например при осуществлении процессов охлаждения конвертированного газа и нагрева речной питательной воды в производстве аммиака. Прототипом полезной модели выбрана установка охлаждения конвертированного газа и нагрева речной воды в производстве аммиака, содержащая линию конвертированного газа и последовательно установленные на ней метанатор, воздушный холодильник, сепаратор,компрессор, а также содержащая линию деминерализованной воды, колонну термической очистки газового конденсата, подключенную в верхней зоне к линии загрязненного газового конденсата и в нижней части подключенную к линии очищенного газового конденсата,линию подачи речной воды с установленным на ней подогревателем 1. Основным недостатком известной установки является повышенное потребление энергоресурсов из-за невысокой степени утилизации тепла. Это обусловлено тем, что конвертированный газ поступает с высокой начальной температурой в воздушный холодильник,что приводит в нем к повышенному потреблению электроэнергии. Очищенный газовый конденсат после колонны термической очистки охлаждается в воздушных холодильниках перед его сбросом в канализацию, что приводит к повышенному потреблению электроэнергии. В подогревателе речной воды в качестве греющего теплоносителя используется водяной пар, что приводит к повышенному потреблению тепловой энергии. Нагрев деминерализованной воды осуществляется, в том числе и за счет сжигания природного газа,что повышает энергопотребление в производстве аммиака. Этот комплекс причин и обусловливает повышенное потребление энергоресурсов в производстве аммиака. Задача, на решение которой направлена полезная модель - снижение потребления энергоресурсов в производстве аммиака за счет утилизации тепла технологических потоков. Поставленная задача решается в установке для охлаждения конвертированного газа и нагрева речной воды в производстве аммиака, содержащей линию конвертированного газа и последовательно установленные на ней метанатор, воздушный холодильник, сепаратор,компрессор, а также содержащая линию деминерализованной воды, колонну термической очистки газового конденсата, подключенную в верхней зоне к линии загрязненного газового конденсата и в нижней части подключенную к линии очищенного газового конденсата, линию подачи речной воды с установленным на ней подогревателем, в которой,согласно полезной модели, после метанатора перед воздушным холодильником установлены последовательно кожухотрубчатый холодильник-конденсатор, подключенный к линии деминерализованной воды, и сепаратор, а линия очищенного газового конденсата подключена последовательно к насосу и к подогревателю речной воды. Линия очищенного газового конденсата в зонах после подогревателя речной воды и перед насосом снабжена перемычкой. На перемычке размещена запорно-регулирующая арматура. Существенность отличий полезной модели заключается в следующем. После метанатора перед воздушным холодильником установлены последовательно кожухотрубчатый холодильник-конденсатор, подключенный к линии деминерализованной воды и сепаратор. Наличие холодильника-конденсатора обеспечивает утилизационный нагрев деминерализованной воды за счет более глубокого охлаждения конвертированного газа, что снижает потребление энергоресурсов (электроэнергии и при 2 56022009.10.30 родного газа) в производстве аммиака. Наличие сепаратора после холодильникаконденсатора обеспечивает непрерывный отвод выделенной влаги из конвертированного газа, что обеспечивает работоспособность системы утилизации тепла, предотвращая ее затопление. Линия очищенного газового конденсата подключена последовательно к насосу и к подогревателю речной воды. Такое решение обеспечивает полезное использование тепла сбросного газового конденсата для нагрева речной воды, что позволяет исключить потребление греющего пара в подогревателе речной воды и, следовательно, снизить энергопотребление. Наличие насоса повышает давление очищенного конденсата, что позволяет интенсифицировать режим работы подогревателя речной воды. Линия очищенного газового конденсата в зонах после подогревателя речной воды и перед насосом снабжена перемычкой. Такое решение обеспечивает возможность изменения температуры рабочей среды перед насосом за счет частичного возврата охлажденного очищенного газового конденсата. Это позволяет использовать насосы из резерва оборудования, имеющие более низкие рабочие температуры. Использование насосов из резерва оборудования снижает затраты на создание установки. На перемычке размещена запорно-регулирующая арматура. Такое решение обеспечивает управление температурой рабочей среды на входе в насос, что позволяет оптимизировать процесс подогрева речной воды теплом потока очищенного газового конденсата. Сущность полезной модели поясняется чертежом, схема установки. Установка для охлаждения конвертированного газа и нагрева речной воды в производстве аммиака содержит линию конвертированного газа 1, на которой последовательно установлено оборудование метанатор 2, холодильник-конденсатор 3 в виде кожухотрубчатого аппарата, сепаратор 4, воздушный холодильник 5, сепаратор 6, компрессор 7. К холодильнику-конденсатору 3 подключена линия деминерализованной воды 8. Линия загрязненного газового конденсата 9 подключена к колонне 10 термической очистки газового конденсата, выполненной в виде аппарата с насадкой, в ее верхней зоне. К нижней зоне колонны 10 подсоединена линия 11 очищенного газового конденсата и подключена последовательно к насосу 12 и подогревателю речной воды 13, выполненного в виде кожухотрубчатого аппарата. Перемычка 14 подключена к линии 11 в зонах после подогревателя 13 и перед насосом 12. На перемычке 14 установлена запорно-регулирующая арматура 15. К подогревателю 13 подключена линия 16 речной воды и заведена в систему 17 приготовления деминерализованной воды, откуда выведена линия 8. Установка для охлаждения конвертированного газа и нагрева речной воды в производстве аммиака работает следующим образом. Конвертированный газ по линии 1 поступает в метанатор 2, где происходит тонкая каталитическая очистка конвертированного газа от оксидов углерода. Очищенный конвертированный газ поступает в холодильникконденсатор 3, охлаждаемый деминерализованной водой, поступающей в него по линии 8. В результате утилизационного процесса теплопередачи происходит нагрев деминерализованной воды и охлаждение конвертированного газа, сопровождающееся конденсацией из него влаги с образованием двухфазной системы. Двухфазный поток поступает далее в сепаратор 4, где происходит выделение капельной влаги из конвертированного газа. Очищенный и частично осушенный конвертированный газ направляется в воздушный холодильник 5, где происходит его охлаждение принудительным потоком воздуха из окружающей среды, сопровождающееся конденсацией из него влаги с образованием двухфазной системы. Двухфазный поток поступает далее в сепаратор 6, где происходит выделение капельной влаги из конвертированного газа и, следовательно, его осушка. Охлажденный и осушенный конвертированный газ поступает в компрессор 7, сжимается и выдается на стадию синтеза аммиака. Загрязненный газовый конденсат поступает по линии 9 в колонну 10 в ее верхней зоне над насадкой. Стекая по насадке и взаимодействуя с поднимающимся острым паром (линия ввода пара на схеме не показана), происходит пе 3 56022009.10.30 реход загрязнений (метанол, метан и др.) в паровую фазу, которая выводится из колонны 10 в ее верхней зоне. Очищенный газовый конденсат из нижней зоны колонны 10 по линии 11 поступает в насос 12 и затем направляется в подогреватель речной воды 13, куда также подается речная вода по линии 16. В результате утилизационного процесса теплопередачи происходит охлаждение очищенного газового конденсата и нагрев речной воды,которая затем поступает в систему 17 на приготовление деминерализованной воды и по линии 8 выводится из нее. В случае превышения выходной температуры очищенного газового конденсата из колонны 10 по отношению к разрешенной температуре среды для насоса 12, часть охлажденного газового конденсата после подогревателя 13 направляется по перемычке 14 в линию 11 перед насосом 12. Необходимая величина температуры среды перед насосом 12 устанавливается посредством запорно-регулирующей арматуры 15 за счет изменения количества потока в перемычку 14. Использование полезной модели при охлаждении конвертированного газа и при нагреве речной воды в производстве аммиака обеспечивает снижение потребления энергоресурсов в виде тепловой энергии на 17000 Гкал в год. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4