Паровоздушная конверсия метана (вторичный реформинг)

Во второй ступени осуществляется окончательная конверсия непрореагировавшего метана кислородом воздуха и паром с одновременным обеспечением необходимого соотношения водорода к азоту в синтез-газе.

Необходимый для процесса воздух забирается из атмосферы, очищается от пыли в комбинированном фильтре и поступает на всас двухкорпусного четырехступенчатого турбокомпрессора. После каждой ступени воздух охлаждается в воздушных холодильниках.

Перед поступлением в реактор вторичного реформинга воздух смешивается с паром среднего давления и подогревается в змеевиках конвекционной части печи.

Подогретая до 482 °С паровоздушная смесь поступает в смеситель реактора через центральную трубу с перфорированным куполом. Частично конвертированный газ первичного реформинга с температурой около 835 °С поступает в смеситель тангенциально, проходя затем через сетчатый распределитель, установленный вокруг купола трубы ввода паровоздушной смеси. При смешивании технологического газа с воздухом происходит частичное сжигание горючих ком­понентов газа с повышением температуры до 100 °С, обеспе­чивающей конверсию остального метана на расположенных ниже слоях катализатора. Сверху расположен слой алюмохромового ката­лизатора (6,6 м3), воспринимающий на себя основную тепловую на­грузку. Под ним расположен слой никелевого катализатора (32 м3), на котором протекают следующие основные реакции, выраженные в общем виде:

СН4 + 2О2  =  СО2 + 2Н2О + 802,8 кДж;

СН4 + Н2О  =  СО + 3H 2 – 206,6 кД ж;

СН4 + CO2  =  2CO + 2Н2 – 247,6 кДж;

СО + Н2О  =  СО2 + Н2 + 41,1 кДж.

Шахтный конвертор представляет собой вертикальный цилиндри-ческий аппарат с коническими верхом и днищем. Общая установочная высота конвертора составляет 17158 мм, максимальный диаметр – 4600 мм. Общий объем катализатора (38,6 м3) обеспечивает производительность агрегата синтеза аммиака мощностью 1360 т/сут.

В результате вторичного риформинга содержание метана в газе снижается до 0,35 % (об.)  (в пересчете на сухой газ).

Конвертированный газ после конвертора II ступени с температурой 1000 ºС и давлением 3,2 МПа поступает в два параллельно работающих котла I ступени, в которых за счет утилизации теплоты образуется пар с давлением 10,6 МПа. Температура газа при этом на выходе снижается до 482 °С. Затем газ охлаждается до температуры 370 °С в котле-утилизаторе II ступени, при этом давле­ние пара составляет 10,6 МПа.

Паровоздушная конверсия метана
Паровоздушная конверсия метана

Передаточный коллектор, реактор и котлы-утилизаторы снабжены водяными рубашками для защиты металла от перегрева при байпасировании газа через футеровку. Рубашки имеют дренаж для периодического сброса части воды во избежание накопления осадка. Конвертированный газ после II ступени содержит до 12–13 % оксида углерода (II).

С целью переработки оксида углерода и получения эквимолекулярного количества водорода по реакции

СО + Н2О  =  СО2 + Н2

газ направляется на конверсию оксида углерода.

Ниже для сравнения приводим описание установок одноступенчатой конверсии метана без давления, под давлением и высокотемпературную некаталитическую установку конверсии метана.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector