Реферати українською » Химия » Впровадження безсатураторного методу Отримання сульфату амонію


Реферат Впровадження безсатураторного методу Отримання сульфату амонію

Страница 1 из 4 | Следующая страница

>Реферат

>амоній сульфат абсорбер

>Пояснювальна записка до дипломного проекту: 137 з., 9 рис., 21 табл., 37літературнихджерел.

>Об’єктдослідження –відділенняуловлюванняаміаку.

Мета роботи – проектреконструкціїсульфатно-піридиновоговідділення ізметоювпровадженнябезсатураторного способууловлюванняамоніаку,спеціальначастина – абсорбер дляуловлюванняаміаку.

Узагальнійчастині проектувибрано таобґрунтованонеобхідністьреконструкціївідділення, описаноасортиментпродукції тавимоги донеї, подано характеристикусировиннихматеріалів, описанофізико-хімічніосновиуловлюванняаміаку.

Утехнологічнійчастині поданоструктурно-технологічну схемувиробництва та описанотехнологічний процес,розрахованоматеріальний татепловийбалансивиробництва, наведенорозрахунок основноготехнологічногообладнання.

Успеціальнійчастині описанаконструкція та принцип діїосновнихапаратів, котріпропонуються довпровадження вреконструюємомувідділенні;зроблено їхньогоконструктивнийрозрахунок.

Упроектірозроблено заходь ізохорони роботи та ізавтоматизаціївиробничихпроцесів.

Уорганізаційно-економічнійчастині проектурозрахованоосновнітехніко-економічніпоказникиреконструюємоговідділення.

>РЕКОНСТРУКЦІЯ,КОКСОВИЙ ГАЗ,АМІАК,СУЛЬФАТАМОНІЮ,КРИСТАЛИ, СХЕМАТЕХНОЛОГІЧНА,АБСОРБЕР,ВИПАРНИК


>Зміст

 

>Вступ

1.Аналітичнийоглядметодіввиробництва

1.1Сатураторний метод

1.2Безсатураторний метод

1.3Уловлюванняаміаку водою

1.4Отримання безводногоаміаку

1.5Очищення коксового газукруговимфосфатним способомзізнищеннямаміаку

2.Фізико-хімічніосновивиробництва

2.1 Заходьпротизлежування

3. Характеристикасировини,напівпродуктів йготовоїпродукції

3.1 Характеристикасировини

3.2 Характеристикапродуктів

4.Вибір,обґрунтування йопистехнологічноїсхеми

>5.Матеріальний татепловийбалансивиробництва

5.1.1Кількістьрозчину, щоперетікає ізабсорберу іншогоступеня в абсорбер Першогоступеня

5.1.2Кількістьрозчину, щовиводиться із Першогоступеняабсорберу увипарник

5.2Матеріальний татепловийбалансиабсорбера Першогоступеня

5.3Матеріальний татепловийбалансизбірника Першогоступеня

5.3.1Матеріальнийрозрахунок

5.3.2Тепловий балансзбірника Першогоступеня

5.4Матеріальний татепловийбалансиабсорберу іншогоступеня

5.5Матеріальний татепловийбалансизбірника іншогоступеня

5.5.1Матеріальнийрозрахунок

5.5.2Тепловий балансзбірника іншогоступеня

5.6Розрахуноквипарника

5.6.1Матеріальнийрозрахунок

5.6.2Тепловийрозрахуноквипарника

>6.Технологічнірозрахунки

6.1Визначеннярозмірівабсорберів Першого та іншогоступенів

6.2Визначенняповерхнітеплопередачівипарника

7.Механічнірозрахунки

7.1Товщинаобичайки

7.2Днище

7.3Штуцери

7.4Розрахунок опори

Списоклітератури


>Вступ

 

>Аміакутворюється впроцесікоксування із азоту йводнюкам'яноговугілля. Великачастка азотувугілля (до 60%)залишається вкоксі увиглядітермічностійкихазотистихпоєднань, аостаннячасткавидаляється ізвугілля разом ізлеткими продуктамикоксування - газом,смолою йнадсмольною водою.

>Утворенняаміаку прикоксуваннівугілляпочинається притемпературібіля600°С, амаксимальнийвихід йогодосягається при високих температурах800-900°С.

Поданим [1]вихідаміаку відсухоїшихти длядонецькоговугілляваріюється вмежах 0,25-0,30%, акузнецькихможедосягати 0,45 %.

>Вмістаміаку вгазі длярізноговугілля [1]можеваріюватися вмежах 5,5 - 12,5г/м3 (0 °З).

>Вилученняаміаку із коксового газу -обов'язковатехнологічнаоперація припідготовці газу до йогоподальшоговикористання.Норми припустимоговмістуаміаку вгазі: не понад 0,03г/м3[2],тобтоповнотавитяганняаміаку із газу виннаскладати 99,7 – 99,8 % мас.Такісерйознівимогивизначаються сутотехнологічними причинами [3]:

-необхідністьвидалення компонента,якийпризводить докорозіїгазопроводів таобладнання;

- дляпопередженнявиникненнявідкладань вгазопровіднихкомунікаціях йрегулючихпристрояхкоксових батарей;

- длянормальноїексплуатаціїбензольно-скрубернихвідділень йцехівсіркоочистки;

-аміак ізціаністимводнем, щознаходиться вгазі,різкопосилюєкорозіюустаткування,утворюючи добророзчиннекомплекснез'єднання –

>гексацианферрат – (>NH4)4[>FeCN6];

-аміак, щозалишається вгазі, приспалюванніперетворюєтьсяпереважно натоксичні йкорозійно-небезпечніоксиди азоту;

-аміакстабілізуєемульсії води йолії приуловлюваннібензольнихвуглеводнів.

Урезультатіуловлюванняаміакусірчаноюкислотоюутворюється сульфатамонію.

>Сульфатамоніювиробляється накоксохімічних заводах великікількостях. На 1 тсухоїшихтивиробництвосульфатуамонію (сухого)складає 11,0-11,5 кг.

>Сульфатамоніюявляєтьсядужеефективнимазотнимдобривом.Особливістю цоговиглядудобриває тих, щовіндозволяєпідпитуватиґрунт нелише азотом, але й йсіркою.Остання входити у складбілків йамінокислотрослин й тому разом із азотомє одним ізважливихелементівживленнясільськогосподарських культур. Поміріважливості длярослинсірку можнапоставити натретємісце после азоту й фосфору. Продуктволодієважливою дляжиттєдіяльностірослинвластивістю.Він переводити фосфор, щознаходиться вґрунті ізнерозчинноїформи врозчинну й тім самимпідсилює процеспоглинаннярослиноюцієїречовини. Цедозволяєпонизитикількістьфосфорнихдобрив, щовносяться доґрунту.

Недивлячись тих, що продуктнайширшевикористовується всільськомугосподарстві,вінтакожзастосовується й віншихгалузях.Наприклад, убіохіміїпереосадження сульфатомамоніюєзагальним методомочищеннябілків.Використовується втехнологіїхлорування води ізамонізацією, вводитися воброблювану воду задекілька секунд дохлору, із хлоромутворюєхлораміни -зв'язуючивільний хлор,завдякичомузначноскорочуєтьсяутворенняхлорорганікишкідливої дляорганізмулюдини,скорочуєтьсявитратахлору,зменшуєтьсякорозіятрубопроводів. Ухарчовійпромисловості йоговикористовують якхарчову добавкуЕ517 (>речовинипротизлежування). Упромисловості сульфатамоніювикористовують яксировину привиробництвіакумуляторів, увиробництвівіскозного волокна й як основу привиробництвівогнезахиснихпросочень для дерева.

Так яксатураторний метод недаєможливостірегулюватирозміротримуванихкристалів, топропонується длявпровадженнябезсатураторний методотриманнясульфатуамонію наПАТЕВРАЗ «Дніпродзержинський КХЗ», уякому настадіїабсорбціїотримуютьненасиченийрозчинсолі, щопіддається вакууму, -випарці вумовахінтенсивноїциркуляції , щозабезпечуєнезначнепересичення йкерованийрісткристалів.[3]


1Аналітичнийоглядметодіввиробництва

>Залежно відсхемиохолодження прямого коксового газу йуловлювання ізньогоаміакурозрізняють триспособиотриманнясульфатуамонію :непрямий,прямий танапівпрямий.[4]

Принепрямомуспособічастинааміаку (20-30% відзагальнихресурсів)уловлюється із коксового газу конденсатом, щоутворюється приохолодженні газу впервинних холодильниках до 25-35° С, аіншачастина (80-70%)оборотною водою припромиванні газу ваміачнихскруберах.Надсмольна вода (>газовий конденсат) йслабкааміачна вода зскруберівпереробляютьсяпотім ваміачних колонах ізотриманнямпарогазовоїсуміші, щоскладається із парі води,аміаку,вуглекислоти,сірководню,ціаністоговодню таіншихкомпонентів.Цясумішспрямовується всатуратор, деаміакзв'язується ізсірчаноюкислотою ізутвореннямнасиченогорозчинусульфатуамонію йкристалівсолі, котрівиводяться із днаапарату ізчастиноюрозчину на центрифугу, а послепромивання й сушінняпередаються складу.

>Непрямийспосіботриманнясульфатуамоніюмаєвеликугнучкістьпроцесу, щодозволяєвироблятизалежно від умівринку, щоміняються, сульфатамонію чиконцентровануаміачну воду, чиодночаснообидвапродукти в одному цеху.Важливоюперевагою цого способуєтакожвиробничанадійністьоскількирізнівідділення цеху слабкопов'язаніміж собою й томувиробничіпорушення ваміачному чисульфатномувідділенняхможуть бутиусунені беззупинкиіншихвідділень приподачіотримуваної вскруберахаміачної води складу.Крім тогонепрямийспосібдозволяєвироблятисірчану кислоту тапіридиновіоснови ізпарогазовоїсуміші, щовиходить ізсатуратора за порівняно простоютехнологією.

Разом ізцимиперевагаминепрямийспосібмає рядсерйознихнедоліків:

-великікапіталовкладення;

-значніексплуатаційнівитрати,пов'язані ізпереробкою великогооб'ємуаміачної води;

- великакількістьстічних вод (>близько 250 м3 на 1000 ткоксуємоговугілля);

-значнівтратиаміакузізворотним газом.

>Із-зацихнедоліківнепрямийспосібвиробництвасульфатуамоніюнині незнаходитьзастосування.Проте упоєднанні ізаміачнимочищенням коксового газу відсірководнювінможевиявитисяперспективним.

>Прямий методполягає до того, що весьаміак, щоутворюється прикоксуванні,уловлюється із коксового газусірчаноюкислотою доохолодження впервинних холодильниках. Згазозбірникагарячийкоксовий газпоступає велектрофільтр дляочищення відтуманоподібної смоли, асатуратор, деаміакзв'язуєтьсясірчаноюкислотою ізутвореннямнасиченогорозчину йкристалівсульфатуамонію.

>Відмінноюособливістю цого методує ті, що приохолодженні коксового газу послесатуратора впервинних холодильниках конденсат (>надсмольна вода), щоутворюється, неміститьаміаку таамонійних солей й томувідпадаєнеобхідність йогопереробки ваміачнійколоні.Відсутністьаміачноговідділеннядозволяєпонизитивитрату парі,вартістьустаткування йзайманувиробничуплощу, атакожскоротити домінімумуоб'ємстічних вод (>близько 50 м3 на 1000 ткоксуємоговугілля).

>Проте широкогопоширенняцей метод неотримавіз-заістотнихнедоліків:

-наявність великого числаапаратів,працюючих подрозрідженням, щопідвищуєвірогідністьпідсосуповітря йутвореннявибухонебезпечноїсумішізбільшуєвитратуелектроенергії натранспортування газу;

-інтенсивноїкорозіїустаткування,обумовленійнаявністю вгазі хлористоговодню й хлористогоамонію;

-труднощівочищення газу від смоли привисокійтемпературі таутворення всатураторівеликоїкількостікислої смолки;

- великогооб'ємуапаратуриіз-зависокоїтемператури йвлаговмісту газу;

-неможливостіуловлювання всатураторі легкихпіридинових основіз-зависокоїтемпературирозчину йвідсутностіаміачної парі для йогонейтралізації впіридиновійустановці.

>Найбільшепоширення на заводахотримавнапівпрямий методвиробництвасульфатуамонію, щомаєпереваги, ачастково йнедоліками непрямого й прямогоспособів. По цьому методукоксовий газ послегазозбірникаохолоджується впервинних холодильниках до 25-35° С,внаслідок чоговодяні паріконденсуються практичноповністю, агазовий конденсат (>надсмольна вода), щоутворюєтьсярозчиняє до 20-30%аміаку, щоміститься в прямомугазі.Охолоджений газподаєтьсянагнітачами в абсорбер, деіншийаміакпоглинаєтьсясірчаноюкислотою ізутвореннямсульфатуамонію.

>Отримувані припереробцінадмірноїнадсмольної водиаміачні паріподаютьсячастково в абсорбер разом ізкоксовим газом, анейтралізаторпіридинової установки, деаміактакожзв'язуєтьсясірчаноюкислотою. Таким чином завісьсяаміак прямого коксового газузрештоюпереробляється в сульфатамонію.

>Недолікаминапівпрямого способувиробництвасульфатуамоніюєнеобхідністьпереробкинадмірноїнадсмольної води ваміачних колонах, щовимагаєзначноївитрати парі й луці, атакожутвореннязначногооб'ємустічних вод щовимагають складногоочищення.

>Залежно відапаратурногооформленняпроцесівпоглинанняаміакусірчаноюкислотою йкристалізаціїсульфатуамоніюрозрізняють дварізновидинапівпрямого способу, щоотримавнайбільшепоширення впромисловості -сатураторний йбезсатураторний.Слідвідзначити, що влітературі немаєєдиноготлумаченняцихтермінів й смердоті невідображаютьособливостейапаратурногооформленняпроцесів.

Потермінології,прийнятій вкоксохімічнійпромисловості,сатураторнимназивається процес, приякомупоглинанняаміаку із коксового газусірчаноюкислотою йутвореннякристалівсульфатуамоніюздійснюються в одномуапаратібарботажного типу щоназиваєтьсясатуратором. Прибезсатураторномуспособіпоглинанняаміакусірчаноюкислотоювідбувається уфорсуночномускрубері (чинасадному),якийможезрошуватися якпересиченим, таким, щоміститькристалисульфатуамоніюрозчином, то йненасиченимрозчином. Упершомувипадкукристалізаціясульфатуамоніювідбуваєтьсяодночасно ізпоглинаннямаміаку вскрубері, а іншомуутворенняпересиченогорозчину йкристалівсульфатуамоніюздійснюється привипарюваннірозчину вспеціальномуапараті -кристалізаторі.

>Перевагамибезсатураторнихпроцесівєменшийгідравлічнийопірфорсуночнихабсорберів йможливістьпроведення окремихстадійпроцесу (>абсорбціяаміаку,кристалізаціїсульфатуамонію таін.) занайбільшсприятливих умів.

1.1Сатураторний метод

 

>Технологічна схемаотриманнясульфатуамонію посатураторномуметоду[5]зображена наРисунку 1.1.

>Коксовий газ,охолоджений впервиннихгазових холодильниках й очищень відтуманоподібної смоли велектрофільтрахподаєтьсянагнітачем впаровийпідігрівач 1сульфатноговідділення. Упідігрівачі газпідігрівається до65-70°С тапоступає всатуратор 2 поцентральнійгазопідводящійтрубі, котразакінчуєтьсягазорозподільним парасолем,якийзнаходиться вматковомурозчиніваннісатуратора


1 -паровийпідігрівач; 2 -сатуратор; 3 -кислотна пастка; 4, 10, 12 ->насоси; 5 -кристалоприймач; 6 - каструлязворотніхтоківматковогорозчину; 7 -центрифуга; 8 -циркуляційна каструля; 9 -збірникматковогорозчину; 11 -напірний бак ізсірчаноюкислотою;13-транспортер;14-сушка.

Малюнок 1.1Технологічна схемаотриманнясульфатуамонію посатураторному методу

>Сірчана кислота ізконцентрацією 92-94%безперервнонадходить досатуратора ізнапірного бака 11 поспеціальнійтрубі.Коксовий газ,якийпройшовкрізь кулюматковогорозчину йзвільнився відаміаку йпіридинових основ,крізьгазовий патрубокнаправляється вкислотну пастку 3, вякій з газууловлюютьсякрапліматковогорозчину.

>Післякислотної пасткикоксовий газнаправляється вкінцевігазові холодильники дляохолодження його до 25-30°С дляуловлюваннябензольнихвуглеводнів вскруберах.

>Кристалисульфатуамонію разом іздеякоюкількістюматковогорозчину насосом 4подаються вкристалоприймач 5 длявідстоюваннякристалівсульфатуамонію.Крізь штуцерматковийрозчинвідстояний відкристалівсульфатуамоніюбезперервностікає вкаструлюзворотніхтоків 6 й ізнеї всатуратор.

Знижньоїчастиникристалоприймача 5сумішкристалівсульфатуамонію ізматковимрозчиномсамотікомпоступає в центрифугубезперервної дії 7, декристаливідділяються відматковогорозчину йпромиваютьсягорячою водою (>78-80°С).Відфугований сульфатамонію із центрифугиподається транспортером 13 на сушіння 14, але в склад.Розчин после центрифугикрізькаструлюзворотніхтоківповертається всатуратор.

>Рівеньматковогорозчину всатураторіпідтримуєтьсяпостійним задопомогоюспеціальногобічного штуцера, черезякийнадлишокматковогорозчинувідводиться вциркуляційнукаструлю 8, котраявляєтьсяодночасногідравлічним затвором, щоробитьнеможливимвихід газу ізсатуратора разом ізрозчином.

Привиникненні вваннісатураторанадлишкуматковогорозчинуостанній ізциркуляційноїкаструлісамотікомперетікає взбірник 9,звідки попотребі насосом 10повертається всатуратор.

1.2Безсатураторний метод

 

Подалівдосконаленняметодівотриманнясульфатуамонію накоксохімічних заводах привело допоявибессатураторногопроцесууловлюванняаміаку із коксового газу внасадних чибезнасадних (>форсуночних)абсорберах.

>Безсатураторний процесотриманнясульфатуамоніюможездійснюватися по двохпринциповорізним схемами:уловлюванняаміакупересиченимрозчином, щоміститькристали, йненасиченимрозчином ізподальшимотриманням вокремомуапаратікристалівсолісульфатуамонію шляхомупарюваннячастинирозчину[5].

Навітчизнянихкоксохімічних заводахчастішезастосовується друга схема уякійпередбачається установкадвоступінчатогоабсорбера дляздійсненняроздільногоуловлювання із газуаміаку йпіридинових основ йкристалізаціясульфатуамонію, щоутворився, вокремомуапараті -випарнику (под вакуумом).

>Ця схемамає рядпереваг:абсорберизрошуютьсяненасиченимрозчином, щоусуває їхньогозасолення; прикристалізаціїсолі вокремомуапараті можнаотриматикристали практичнобудь-якогорозміру, процес легкокерований; процескристалізації можназдійснюватиперіодично йнасиченийрозчинможескладуватися. При цьому непорушується роботауловлюючої установки.

>Здійсненняпроцесууловлюванняаміаку,піридинових основ йкристалізаціясолісульфатуамонію в окремихапаратах,дозволяють підгримувати для шкірного із нихнайбільшдоцільний режим. Цезабезпечуєдостатнюповнотууловлюванняаміакупіридинових основ із газу йотриманнявеликокристалічноїсолі.

Таким чином,отриманнясульфатуамонію побезсатураторному методуздійснюється в двох установках -абсорбційній йвипарно-кристалізаційній.

>Розглянемотехнологічну схемуотриманнясульфатуамонію безсатураторнимметодом[6]. (малюнок 1.2).

>Коксовий газ, щоміститьаміак йпіридиновіоснови,поступає в абсорбер 1, щоєполимапаратом зфорсуночнимзрошенням, щоскладається із двохступенів, -нижнього таверхнього,розділенихміж собоюгоризонтальноютарілкою.

Унижньомуступені 2абсорберуциркулюєрозчин, щоміститьблизько 40%сульфатуамонію й 1-1,5%вільноїсірчаноїкислоти. Уверхньомуступені 3абсорберуциркулюєрозчин щомістить від 20 до 30%сульфатуамонію й 10-12%вільноїсірчаноїкислоти.

>Післяпроходженнянижнього йверхньогоступенівабсорберакоксовий газ проходитикислотну пастку 4, щопризначена длявидаленнябризокматковогорозчину.

>Коженступіньабсорберамає своюсамостійну системузрошування.


>1-абсорбер;2-нижнійступень;3-верхнійступень;4-кислотна пастка;

>5,7,12-збірники;6,8,13,15,25-насоси;9,10-напірнібаки;11-смоловідділювач;14-випарник;16-ценрифуга;17,18-ежектори;19-циркуляуційнатруба;20-сушка; 21,22-конденсатори;23-збірник чистогоконденсату;24-збірникбрудногоконденсату.

Малюнок 1.2 Схемабезсатураторного методуотриманнясульфатуамонію.

Так, ізнижньогоступеняабсорберарозчин черезгідрозатвірпоступає вциркуляційнийзбірникслабкогорозчину 5,звідки насосом 6подається назрошування цого жступеня.Розчин ж ізверхньогоступеняабсорберапоступає вциркуляційнийзбірникміцногорозчину 7,звідки насосом 8подається назрошуванняверхньогоступеняабсорбера.

Подачарозчину як внижній, то й уверхнійступеніабсорбераробиться на двохрівнях.

>Сірчана кислота й вода,необхідні дляпоповненняциркулюючихрозчинів,подаються ізнапірнихбаків 9 й 10 вциркуляційнізбірники Першого й іншогоступенів 5 й 7.

>Частинаматковогорозчину ізнижньогоступеняабсорберабезперервновідводиться всмоловідділювач 11, а.звідти узбірник 12, ізякого насосом 13подається внизконічноїчастинитрубчастоговипарника 14.

Усмоловідділювачівиділяється великачастина смоли котравипливає наповерхнюрозчину йбезперервновидаляєтьсяскребковим транспортером. Цезабезпечуємінімальнепопаданнясмолянистихречовин узбірник 12 й,отже,запобігаєзабрудненнюсульфатуамонію.

Увипарнику 14відбуваєтьсявипарювання води ізрозчину йкристалізаціясульфатуамонію.Завдяки вакууму (>тискдорівнює 75 мм рт. ст.), щостворюєтьсядвоступінчатимпаровимежектором, температуракипіннярозчинудорівнює 50-60° З.Випарникобігріваєтьсяпароюнизькоготиску,близько 2кгс/см2. Увипарникуєвнутрішняциркуляційна труба 19більшогодіаметру, ніж трубки,внаслідок чогостворюєтьсятермічнациркуляціярозчинуусерединіапарату, Якасприяє зростаннюкристалів.

>Пульпа, щоутворюється внижнійчастинівипарника,єсумішшюкристалівсульфатуамонію (>приблизно 50-60% відмасипульпи) йнасиченогоматковогорозчину,відкачуєтьсявідцентровим насосом 15 в центрифугубезперервної дії 16.Матковийрозчин после центрифугиповертається вциркуляційнийзбірник 5нижньогоступеняабсорбера.Туди жпоступаєпромивна вода із центрифуги.

>Вологий сульфатамонію із центрифугипоступає всушарну установку 20 й далі нарозфасовку.

Вакуум увипарникустворюється задопомогоюпаровихежекторів 17, 18, в котріподається парависокоготиску.Міжвипарником йпершимступенемежектора 17встановленийповерхневийтрубчастий конденсатор 21,охолоджуваний водою.Між сходамиежектораєтакож конденсатор 22,охолоджуваний водою.

>Конденсатгріючої парі, щоутворюється увипарнику,поступає узбірникконденсату 23, аконденсати, щоутворюються в конденсаторах 21 й 22поступають узбірникбрудногоконденсату 24. Зцихзбірниківконденсатипередаються насосом 25 внапірний бак 10 й,отжейдуть напоповненняциклів чивикористовуються дляіншихцілей.

Уверхньомуступеніабсорбера,окрімдоуловлюванняаміаку,відбуваєтьсятакожуловлюванняпіридинових основ.Уловлюванняпіридинових основздійснюється понадконцентрованимрозчиномсірчаноїкислоти (10-12%) щоміститьменшукількістьсульфатуамонію (20-30%),чимзабезпечуєтьсявисокамірауловлюванняпіридинових основ із газу й великаконцентрація їхнього врозчині.

Длявиведенняпоглиненихпіридинових основчастинаматковогорозчину ізверхньогоступеняабсорберабезперервновідводиться впіридинову установку.

>Післявилученняпіридинурозчин ізнейтралізаторапіридинової установкипоступає врозкислювачкудиподаєтьсятакожсірчана кислота, тут доводитисяїївміст до 4-5%,внаслідок чогоосідає шлам,якийвідділяється вшламовомувідстійнику.Після шламовоговідстійникарозчинпоступає узбірникциркуляціїміцногорозчину 7.

Таким чином, вциркуляційнийзбірникнижньогоступеняабсорбціїпоступають:розчин ізнижньогоступеняабсорбера, вода дляпоповнення циклу ізнапірного баку 10,сірчана кислота ізнапірного баку 9,матковийрозчин із центрифуги, атакожнадмірнийрозчин із циклуциркуляціїверхньогоступеняабсорбера,зізбірника 7; уциркуляційнийзбірникверхньогоступеняабсорберапоступають:розчин ізверхньогоступеняабсорбера, вода дляпоповнення циклу ізнапірного баку 10,сірчана кислота ізнапірного баку 9,матковийрозчин із пастки 4,знепіридиненийрозчин ізпіридинової установки.

>Аміачні парі іздефлегматорааміачно-вапняноїколони, як й присатураторномуметодіотриманнясульфатуамонію,поступають в абсорбер й впіридинову установку.

1.3Уловлюванняаміаку водою

 

>Основніреакції приуловлюванніаміаку водою -цереакціїутворення врозчинігідроксидуамонію,гідрокарбонату,гідросульфіду йціанідуамонію настадіїабсорбції.Часткововідбуваєтьсяфізичнаабсорбція молекулярногоаміаку йцианістоговодню, добророзчинних уводі.Виділенняаміаку ізрозчину настадіїрегенераціїздійснюєтьсядесорбцією -аналогічноочищеннюнадлишковоїнадсмольної води ваміачних колонах. При цьомулеткийаміак йкислідомішки із води практичноповністювідганяються йпереходять впароаміачнусуміш. Усучасних процесівцюсумішнаправляють чи наочищення відкислихдомішок (М2P.S,НСN), а даліаміакспалюється всуміші ізводяними парами, чи накаталітичнерозкладанняаміаку йцианістоговодню увідновнійсереді. Уваріанті зспалюваннямаміакувитягненні із газусірководень,діоксидвуглецю йцианістийводеньповертаються впрямийкоксовий газ. Прикаталітичномуруйнуванніаміаку впрямийкоксовий газповертаютьсязаздалегідьохолодженігази ізкаталітичного реактора, щомістятьводень,сірководень,діоксидвуглецю йчастковонепрореагванийаміак.

>Перевагоютехнологіїуловлюванняаміакуслідвважатипоєднанняпроцесівабсорбціїаміаку ізкінцевимохолоджуванням газу йвідсутністьхімічнихреагентів. Газ ізабсорберааміаку при 30 °Споступає в абсорбербензольнихвуглеводнів.Вживані вційтехнологіїпроцеси -безперервні,здійснюються вгерметичнійапаратурі;відсутнєзабрудненняатмосферишкідливимивикидами;застосовуєтьсяАСУТП іздистанційним контролем оператором іздиспетчерського пункту.

На тому годинутехнологіямає йнедоліки, котрінеможливоусунути:

1.Повнеочищення газу відаміакудосягається притемпературіабсорбенту 30 °С , щовимагаєпідвищенняступеняочищення газу віднафталіну припервинномуохолоджуванні газу (>залишковийвмістнафталіну вгазі 0,8г/м ). Усучасних схемах цого типу ізцієї заподій газохолоджують в холодильниках ізгоризонтальними трубами дозниженоїтемператури (20 °З).Використовуютьхолодильнімашини дляподачі внижнюсекціюгазовиххолодильників води притемпературі 18 °З .

2.Обов'язкове практичноповнеочищення газу передаміачнимабсорбером від смоли (>концентрація вочищеномугазі 20мг/м3 ).

З. Водаєнеселективнимабсорбентомаміаку йволодієневисокоюаміакоємністю. Дляпідвищенняаміакоємкості зарахунокхімічнихреакцій -утворенняз'єднаньаміаку ізкислими газамивикористовуютьабсорбери ізбільшоюповерхнею насадки ймаксимальним годиною контакту фаз. При цьому разом ізаміакомабсорбується до 30-40%сірководню йцианістоговодню відресурсів в коксовійгазі.

4. Приневисокійаміакоємкостірозчину вциклі круговогоочищення газу («абсорбер —десорбер -теплообмінники - абсорбер»)обробляється великийоб'ємабсорбенту (100 м3 на 100 тис. м3 газу в годину).Наслідок цоговеликіповерхніхолодильників йтеплообмінників води,дорогідесорбери, великавитрата парі навідгінаміаку йкислихгазів ізабсорбенту й так далі.

5.Абсорбент йпароаміачнасуміш, щомістятьсірководень,діоксидвуглецю йціаністийводень,вьісококорозіонноактивні припідвищенійтемпературі. Томуапаратурурегенераціїаміачної водивиготовляють ізвисоколегированоїсталі чи титану. Сталєваапаратурашвидковиходить із роботиунаслідоккорозії.

6.Навіть заумовиефективногоочищення коксового газу від смолиспостерігаютьсявідкладення втеплообміннійапаратурівузларегенераціїрозчину. Великийоб'ємабсорбенту йлетючістьдомішок, щомістяться вньому, недозволяютьвикористовуватипоширеніспособиочищеннярозчину відсуспензій (смоли,вугільний пив).

7.Переробкапароаміачнихсумішей,забрудненихсірководнем йцианістимводнем, в цьомупроцесіускладнена. Приспалюванніаміакупароаміачнасумішзаздалегідьочищується відкислихдомішок. Прикаталітичномуруйнуванніаміакуутворюєтьсянизькокалорійний газ (до 500ккал/м3), щоміститьводень,аміак,сірководень,цианістийводень, оксидвуглецю воб'ємі 8% від коксового газу,який при йогоповерненні впрямий газ допервиннихгазовиххолодильниківзбільшуєнавантаження наапаратуру по всіхвідділенняхобробки коксового газу.Каталітичний реакторвимагаєскладноїсистемиавтоматичногорегулювання йблокування.

Комплексноавтоматизованатехнологіяочищення коксового газу відаміаку водою упоєднанні ізкруговимаміачнимочищенням газу відсірководнюкаталітичнимрозкладаннямаміаку йцианістоговодню йотриманнямсірки методом Клауса один із широкопоширенихсучаснихспособів комплексногоочищення коксового газу ізпідвищенимвмістомсірководню.

Надеяких заводах дляуловлюванняаміаку із коксового газувикористовуютьхолодну воду. На малюнку 1.3 показано схемауловлюванняаміаку ізохолодженням газу передскрубером втрубчастому газовому холодильника .

>Охолоджений в холодильника 1коксовий газпоступає впослідовновключеніаміачніскрубери 3, депромивається водою ізаміачноїколони. З Першого у процесі газускрубера водаспрямовується надистиляцію.

>1-холодильник;2-збірникконденсату;3-скрубери;4-насоси.

Малюнок 1.3 Схемауловлюванняаміаку водою ускруберах[7]

Урезультатіпроведеннядистиляції вякості продуктувиходитьконцентрованааміачна вода.Післявиділенняаміаку йохолодження водаповертається наостанній у процесі газускрубер (>круговий процес).

>Вмістаміаку вгазі послескруберів не виненперевищувати 0,03г/м3.Витрата води науловлюванняаміакускладає 0,6-0,7л/м3 газу.Поверхня насадкиаміачнихскруберівскладає 0,7- 1 м2 на 1 м3/год газу. [7]

>Одночасно ізаміаком із газууловлюютьсядвоокисвуглецю,сірководень йцианістийводень, щорозчиняються уводі йвзаємодіють ізаміаком.Вмістаміаку таіншихкомпонентів уводізалежить від їхньоговмісту вгазі,температуриуловлюваннявеличиниповерхні йтривалості контакту газу із водою.

>Зазвичай вскрубернійводіміститься 10-20 г/ламіаку, 8-10 г/лдвоокисувуглецю, 2-4 г/лсірководню,близько 1 г/лцианістоговодню,близько 1 г/лфенолів.Частинааміакузнаходиться вскрубернійводі увигляді солей, щорозкладаються прикип'яченні, (>NH4)2>СO3, (>NН4)2P.S,NH4>CN йчастинааміаку - увиглядіз'єднаньNH4>Cl,NH4CNS, (>NH4)2>SO4, (>NH4)2>SO3, (>NH4)2P.S2>O3 таін. [7]

Температура газу докінцевого холодильника й точка росизалежать відтемператури газу послепервинногоохолодження йміристискування газу внагнітачі.Нормальна температура газу передкінцевим холодильником не виннаперевищувати65°С, а точка росимає бути невище35°С. Температура газу послекінцевого холодильниказалежить відтемпературиохолоджувальної води й не виннаперевищувати28°С.Більшглибшеохолодження газусприяєінтенсивномупоглинаннюаміаку й,отжезбільшенню йогоконцентрації вскрубернійводі. Цедозволяєпонизитивитрату парі навідгінаміаку .

Температура води, щопоступає напоглинанняаміаку із газу, не виннаперевищувати 25° З. Приабсорбціїмалоюкількістю води із тим, щоботримативисокіконцентраціїаміаку вскрубернійводі,істотну рольграєвідведення тепла, щовиділяється припоглинанніаміаку.

На малюнку 1.4 приведень один ізваріантівсхемипроцесуочищення коксового газу відаміаку водою ізотриманнямконцентрованоїаміачної води [1].

Ускрубері 1здійснюєтьсяпромивка коксового газухолодною водою (>питомавитрата 0,6-0,7л/м3 газу)внаслідок чого газочищається, а водапоглинаєаміак (йчастковокислігази) йвиводиться узбірник 1а,кудитакожпоступаєнадмірна водапроцесукоксування.

>Скруберна водазізбірника 1а насосом 2подається внапірний бак 3,звідкиосновнийїїпотік (>близько 90%)поступає на другу читретютарілкудисоціатора 5 (>заздалегідьпідігріваючись втеплообміннику 4 дотемператури 50-60 °З), аінша (>близько 10%) -безпосередньо на йоговерхнютарілку.

>1-скрубер;1а-збірник;1б,16-приколонки;2,8-насоси;3-напірнийбак;4-теплообмінник;5-дисоціатор;6,13-колони;7-яма;9-градирня;10-дефлегматор;11-конденсатор;12-мірник;14-воронка;15-змішувач.

Малюнок 1.4 Схемапроцесуочищення коксового газу відаміаку водою ізотриманнямконцентрованоїаміачної води

Унижнючастинудисоціатора 5підводиться пара дляпідігріванняскруберної води, щостікає потарілках, дотемператури 95 -98°С,внаслідок чоговідбуваєтьсявиділення із води впарову фазукислихгазів, котрі разом ізаміакомспрямовуються уверхнючастинудисоціатора 5.Внаслідок того, щоверхнятарілкадисоціатора 5 живитисяхолодноюскруберною водою, анижнітарілки - водою притемпературі50-60°С,відбуваєтьсяохолодження йчастковаконденсаціяпаровоїфази, щопіднімається, котра навиході іздисоціатора 5має температурублизько45°С.

>Завдяки такому режиму роботиістотнознижуєтьсяконцентраціяаміаку в парах, щопокидаютьдисоціатор 5,оскількирозчинністьаміаку уводі признижених температурахзначноперевищуєрозчинністькислихгазів.Такапопередняобробкаскруберної водидозволяєвиділити ізнеї до 80%діоксидувуглецю й до 50 %сірководню,тобтовідповіднопонизити їхнівміст вотримуваному настадіїрегенераціїпоглинача товарномупродукті.

Парі последисоціатора 5додатковоочищаються відаміаку впромивачі 17 йспрямовуються вгазопровід (чиможуть бутибезпосередньовикористані дляотриманнясірчаноїкислоти), агарячаскруберна водаспрямовується напаровурегенерацію в колону 6. Завідсутностінеобхідностівиділеннякислихгазів (>допускається їхніприсутність вотримуванійконцентрованійаміачнійводі)скруберна вода послетеплообмінника 4можеподаватисябезпосередньо в колону 6,минувшидисоціатор.

Увичерпнійчастиніколони 6 зскруберної водиаміак йзалишковакількістькислихгазівдесорбують впарову фазу.Регенерованаскруберна вода притемпературідещо понад100°Свиводиться ізколони 6 йспрямовується втеплообмінник 4 (длятеплообміну ізвихідноюскруберною водою), апотім доями 7,звідки насосом 8подається вградирню 9 (деохолоджується до 25 - 30 °З) й насосом 19 - назрошуванняскрубера 1.

>Наявністьдефлегматора 10, атакожзміцнюючоїчастини вколоні 6сприяєзбільшеннюконцентраціїаміаку впаровійфазі, щопоступає в конденсатор 11, зарахунокчастковоїконденсаціїводяної парі (притемпературі 89-92 °З) й Повернення того, щоутворюється вдефлегматорі 10аміаковмісногоконденсату наверхнютарілкуколони 6 увиглядіфлегми.

>Повнаконденсаціяконцентрованоїаміачної парі втрубчастомуконденсаторі 11забезпечуєотримання товарного продукту, щовиводиться черезоглядовийліхтар вмірник 12 притемпературі не понад 30 °С.

Длязапобіганнянакопиченнюпов'язаних солейаміаку воборотнійскрубернійводічастинаїїподається наживильнутарілкуколони 13,працюючуаналогічноколоні 6 ізтієюлишерізницею, що последесорбціїліткогоаміаку, щостікає ізвичерпноїчастиниколони 13 водазмішується ізрозчиномлужного реагенту (сода,вапно, луг), щоподається із воронки 14.Післяхімічноївзаємодії йрозкладанняпов'язаних солей взмішувачі 15 вода із низуколони 13спрямовується наверхнютарілкуприколонку 1 б, де врезультатіподачігострої парідесорбуєаміак, щовивільнивсяхімічним шляхом,який разом ізводяними парамипоступає всереднючастинуколони 13. Знижньоїчастиниприколонку 16стічна водапоступає увідстійник 18, аїїнадлишоквиводиться ізтехнологічного циклу. Принеобхідностірозкладаннюпов'язаних солейможепередувати процесзнефенолення води, щопоступає ізвичерпноїчастиниколони 13.

Дляотриманняконцентрованоїаміачної води ізменшимвмістомсірководню йдіоксидувуглецювикористовуютьспеціальніприйоми,зокрема процесдисоціаціїздійснюють подтиском чивикористовуютьвапно припаровійрегенераціїскруберної води (длязв'язуваннякислихгазів впочатковійводі йуловлювання їхнього ізаміачної парі).Такіприйомиможуть забезпечитизниженнявмістусірководню впродукті до 0,005 % й менше.

1.4Отримання безводногоаміаку

>Отримання безводного (>рідкого)аміакуздійснюється шляхомректифікації подтискомчистої (що неміститькислихгазів)концентрованоїаміачноїводи,якаотримується привитяганніаміаку із коксового газукруговимфосфатним методом.Принциповатехнологічна схема цогопроцесу приведено на малюнку 1.5 [1].Абсорбціяаміаку із газуздійснюється притемпературі 40 - 50 °Споглинальнимрозчиноммоноамонійфосфату, щомістить 330-380 г/лNH4H2>PO4 й 8 - 12 г/л (>NH4)2>HPO4 вдвоступінчатомуабсорбері 1. перший (у процесі газу)ступіньабсорбера 1,розташованийнижчерозділяючої перегородки 3, працює врежиміфорсуночногозрошування, якузабезпечуєтьсяциркуляційним насосом 2, а друга (>вище за перегородку 3) – у


>1-абсорбер;2,5,11,21-насоси;3-перегородка;4-смоловідділювач;6-теплообмінник;7-підігравач;8-регенатор;9-конденсатор;10-збірник;12-колонаректифікації;13-дефлегматор;14-холодильник;15,20-збірники;16-підігрівач;17-евапаратор;18-пароінжекторна установка;19-холодильник.

Малюнок 1.5 Схемауловлюванняаміаку із коксового газукруговимфосфатним методом.

>барботажномурежимі і оснащена пакетомтарілокспеціальноїконструкції .Такіумовивитяганняаміакуобмежуютьрозчиненнякислихгазів упоглиначі йзабезпечуютьнормативнівимоги доочищення коксового газу.

У іншому (>барботажному) ступеняабсорбера

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація