Паровоздушная каталитическая конверсия метана в шахтном конверторе (вторичный риформинг)

На данной стадии производится окончательная конверсия остаточного метана с кислородом воздуха и паром с одновременным обеспечением соотношения водорода к азоту в синтез газе.

Конверсия остаточного метана осуществляется в шахтном конверторе 9, в котором загружен высокоактивный никелевый катализатор Katalko 23-4Q, Katalko 25-4Q, Katalko 23-8EQ, Katalko 23-8Q.

Процесс конверсии метана осуществляется при температуре на выходе из конвертора 9 не выше 1010С и объемной скорости 4800 ч1 по сухому газу.

Необходимый для процесса воздух забирается из атмосферы от дальнего воздухозабора, очищается от механических примесей в фильтрах и с абсолютным давлением не ниже 0,94 атм поступает на всас компрессора 14.

Массовая концентрация сернистых соединений в воздухе в пересчете на серу должна быть не более 0,05 мг/м3, хлористых соединений и других галогенов в пересчете на хлор – не более 0,01 мг/м3.

После сжатия в первой ступени компрессора воздух поступает в кожухотрубный воздухоохладитель, где охлаждается оборотной водой, подаваемой последовательно в секции воздухоохладителя, до температуры не более 50С и поступает на всас 2 ступени.

Конверсия метана

После сжатия во 2-ой ступени воздух проходит воздухоохладитель 2-ой ступени, где охлаждается до температуры не более 50С, сепаратор 2-ой ступени и поступает на всас 3-ей ступени. После 3-ей ступени воздух проходит воздухоохладитель 3-ей ступени, сепаратор и поступает на всас 4-ой ступени компрессора. В 4-ой ступени компрессора воздух сжимается до давления не более 3,5 МПа (35 кгс/см2) и с температурой не более 250С поступает в отделение конверсии метана.

Объемный расход воздуха для процесса подбирается таким образом, чтобы обеспечить перед отделением синтеза соотношение «водород : азот» = «3 : 1».

Перед поступлением в конвертор метана второй ступени 9 воздух подогревается в змеевике конвекционной части печи 8. В трубопровод воздуха на входе в подогреватель постоянно дозируется пар массовым расходом не менее 5 т/ч.

Частично конвертированный газ из печи первичного риформинга с объемным соотношением «пар : газ» = (0,70 – 0,72) поступает в кольцевое пространство смесителя. При смешении КГ с воздухом, часть КГ сгорает в свободном пространстве шахтного конвертора. При сгорании части КГ температура в зоне горения повышается до не более 1245С. Затем КГ проходит сверху вниз слой шестигранных огнеупорных плиток с отверстиями (19 плиток по центру без отверстий) и слой никелевого катализатора. Слой шестигранных плиток исполняет роль газораспределителя и защищает верхний слой катализатора от повышенных температур и образования воронки. По мере прохождения КГ по слою катализатора его температура понижается за счет эндотермической реакции конверсии метана с 1245С до температуры не более 1010С на выходе из конвертора. Температура верхней крышки конвертора должна быть не более 200С Температура стенок корпуса конвертора должна быть не более 100С.

После вторичного риформинга остаточная объемная доля метана в сухом конвертированном газе составляет не более 0,55%.

После вторичного риформинга газ охлаждается в двух параллельно работающих котлах-утилизаторах 1-ой ступени 15, а затем в котле-утилизаторе 2-ой ступени 16 до температуры (330 – 380)С и направляется на конверсию оксида углерода (II).

В котлах-утилизаторах 1-ой и 2-ой ступени за счет тепла газов получается пар с давлением 10,2 – 10,9 МПа (102 – 109 кгс/см2). Из коллектора КГ после котла-утилизатора 2-ой ступени предусмотрен сброс газа на факельную установку. Сброс газа на факельную установку производится при пусковых операциях и аварийных ситуациях.

Для защиты металла от высоких температур выходной коллектор трубчатой печи, конвертор метана 2-ой ступени и котлы-утилизаторы 1-ой ступени

футерованы огнеупорным бетоном и снабжены водяными рубашками, в которые подается конденсат из коллектора турбинного конденсата после турбин компрессоров.

Для защиты аппаратов и трубопроводов конверсии метана от недопустимого повышения давления на котле-утилизаторе 2-ой ступени установлены шесть предохранительных клапанов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector