Материал: Methane_conversion
сепаратор 9, в котором отделяют сконденсировавшуюся воду, газ охлаждается до 35 – 40 0С.
Полученный конвертированный газ идет на получение метанола.
5. Элементы энерготехнологической системы в процессах конверсии метана
Энерготехнологическая система (ЭТС) сочетает производство химической продукции с одновременным получением энергии. При этом уменьшается количество неутилизированного тепла и улучшаются экономические показатели процесса.
Структура ЭТС включает оборудование, в котором осуществляется целевое химическое превращение, систему выделения товарного продукта, а также жестко связанные с ними узлы преобразования энергии: высокотемпературные печи, генераторы водяного пара – паровые котлы (котлы-утилизаторы), теплообменники (рекуператоры тепла), турбогенераторы, турбокомпрессоры и т. п.
Энергия, производимая одновременно с товарным продуктом, может быть использована как на данном производстве, так и передана стороннему потребителю. К ЭТС следует отнести производства аммиака и метанола, включающие в себя агрегаты конверсии метана.
Первым элементом ЭТС в процессе как паровой, так и пароуглекислотной конверсии метана является трубчатая печь, в которой горячие дымовые (топочные) газы - продукты сгорания метана, поступают в конвективную камеру трубчатой печи (рис.3), где помещен блок теплоиспользующего оборудования. Блок включает в себя подогреватели парогазовой смеси, воздуха, топливного газа, а также пароперегреватель для получения перегретого пара с параметрами 10 МПа и 440 °С, который используется для привода газовых компрессоров.
Ко второму элементу ЭТС следует отнести котлы-утилизаторы (паровые котлы), в которых утилизируется тепло горячих реакционных газов.
На рис. 7 приведен один из вариантов котла-утилизатора.
26
Рис.7. Котел-утилизатор:
1─ входная камера, 2 ─ лазы, 3 ─ выходная камера, 4 ─ испарительные трубки, 5 ─ предохранительный клапан, 6 ─ паросборник, 7 ─ трубки насыщенного пара, 8 ─ пароперегреватель.
Горячие реакционные газы поступают в испарительные трубки 4 котла-утилизатора, в межтрубное пространство которого поступает питательная вода. Образующийся пар по трубкам 7 поступает в пароперегреватель 8 и оттуда направляется потребителю.
В технологической схеме конверсии метана для получения азотоводородной смеси горячий конвертированный газ из шахтного конвертора 13 (рис.2) с температурой около 1000 0С последовательно проходит паровые котлы 14 и 16 (рис.2), отдавая свою энергию пару и охлаждаясь в теплообменнике 18, нагревает питательную воду, поступающую из подогревателя 7 трубчатой печи (рис.2).
В противотоке к реакционным газам питательная вода последовательно нагревается в подогревателе питательной воды 7 трубчатой печи (рис.2), теплообменнике 18, испаряется в паровых котлах 16 и 14, и полученный при этом водяной пар после перегрева до 10 МПа и 440 °С в пароперегревателе 8 трубчатой печи (рис. 2) отводится потребителю.
27
В технологической схеме конверсии метана в синтез-газ для получения метанола, аналогично предыдущей схеме, к элементам ЭТС можно отнести трубчатый конвертор (трубчатую печь) 5 и котел-утилизатор 6 (рис.6).
6.Литература
1.Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология – М.: Академкнига, 2003. – 528 с.
2.Сафонов В.В., Смирнова С.Н., Цыганков В.Н. Производство водорода и водородосодержащих технологических газов. Учебное пособие. – М.: ИПЦ МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2003. - 20 с.
3.Справочник азотчика. Производство технологических газов. Синтез аммиака. – М.: Химия, 1986. – 512 с.
28
Содержание |
|
Введение |
3 |
1. Виды конверсии метана |
4 |
2. Подготовка природного газа к процессу конверсии |
5 |
3. Конверсия метана с получением азотоводородной смеси |
|
для синтеза аммиака |
6 |
3.1. Паровая конверсия метана |
7 |
3.1.1. Термодинамика процесса |
7 |
3.1.2. Кинетика процесса |
7 |
3.1.3. Выбор оптимальных условий процесса |
9 |
3.1.3.1. Катализатор и температура |
9 |
3.1.3.2. Давление |
9 |
3.1.3.3. Соотношение исходных веществ |
10 |
3.2. Паровоздушная конверсия метана |
11 |
3.3. Паровая конверсия монооксида углерода |
12 |
3.3.1. Термодинамика процесса |
12 |
3.3.2. Кинетика процесса |
12 |
3.3.3. Выбор оптимальных условий процесса |
13 |
3.3.3.1. Катализаторы и температура |
13 |
3.3.3.2. Соотношение исходных веществ |
14 |
3.4. Очистка конвертированного газа от оксидов углерода |
15 |
3.4.1. Очистка от диоксида углерода |
15 |
3.4.1.1. Моноэтаноламиновая очистка |
15 |
3.4.4.2. Карбонатная очистка |
15 |
3.4.2 Очистка от монооксида углерода |
16 |
3.4.2.1. Промывка жидким азотом |
16 |
3.4.2.2. Тонкая очистка метанированием |
16 |
3.5. Функциональная схема конверсии метана для получения |
|
азотоводородной смеси |
17 |
3.6. Технологическая схема конверсии метана для получения |
|
азотоводородной смеси |
18 |
4. Конверсия метана в синтез-газ (СО + Н2 + СО2) для получения |
|
метанола |
23 |
4.1. Функциональная схема конверсии метана в синтез-газ |
|
для получения метанола |
24 |
4.2. Технологическая схема конверсии метана в синтез-газ |
|
для получения метанола |
25 |
5. Элементы энерготехнологической системы в процессах |
|
конверсии метана |
26 |
6. Литература |
28 |
29
Для заметок
30