Аналитический обзор - раздел Химия, Риформинг В Производствах Аммиака Для Очистки Конвертированного Газа От Диоксида Углеро...
В производствах аммиака для очистки конвертированного газа от диоксида углерода на всех агрегатах АМ-70 , АМ-76 применялся и применяется 20% - ный водный раствор моноэтаноламина (МЭА), являющийся хорошим адсорбентом, но имеющий ряд существенных недостатков, таких как :
-осмоление МЭА под воздействием рабочих температур стадии десорбции
-высокая коррозийная активность по отношению к нелегированным сталям
-вспениваемость раствора.
Штатными мероприятиями для систем МЭА – очистки для защиты от вышеуказанных непрятностей являлись:
-разгонка раствора в выносном смоловыделителе
-применение антивспенивателя на основе силоксановых эмульсий .
Анализ мировой практики показывает, что наблюдается тенденция по замене МЭА на более эффективный абсорбент – активированный метилдиэтаноламин (аМДЭА) . При этом снижаются коррозионные процессы, используются более концентрированные растворы абсорбента , абсорбент не подвержен деградации , происходит экономия энергоресурсов .
Проведенные исследования показали , что замена МЭА на активированный МДЭА возможна без серьезного изменения технологической схемы установки по очистке конвертированного газа от СО2 в агрегате производства аммиака АМ-76 . Это обеспечит экономию материальных и энергоресурсов за счет снижения затрат на обслуживание и ремонт оборудования и значительную экономию средств на закупку абсорбента за счет снижения удельного расхода и более длительного срока его работы .
Наряду с отмеченными достоинствами технологического процесса по переходу на активированный МДЭА наблюдается существенный недостаток , что при переходе на новый абсорбент в настоящее время нет совершенных технологий по удалению в полной мере продуктов деградации моноэтанолоамина с внутренних поверхностей технологических аппаратов абсорбера , регенераторов – рекуператоров , газовых кипятильников емкостей по сбору растворов. Поэтому возникает необходимость проектирования и внедрения узла адсорбции МДЭА от этих продуктов деградации .
Тем не менее, при переходе на МДЭА и реконструкции узла фильтрации ожидается изменения себестоимости аммиака по отдельным статьям:
-норма расхода по содержанию СО2 в очищенном газе достигается при общем расходе 900м³/час, что на 25% ниже существующего (1200-1250 м³/час). При этом раствор МДЭА имеет уменьшенную теплоемкость, а значит требуется меньше количества пара на десорбцию, что позволяет сэкономить природный газ на тонну аммиака.
-экономия электроэнергии достигается за счет частичного отключения (30%) АВО в связи повышения температуры газа на входе в абсорбер и снижения расхода раствора МДЭА на десорбцию.
-учитывая относительную пассивность МДЭА по отношению к материалу оборудования , можно предположить , что не менее , чем в 2 раза сократятся затраты на ремонт оборудования , выходы из строя которого происходят из-за коррозионной активности МЭА раствора .
Затраты на внедрение в основном заключаются в замене МЭА на МДЭА и реконструкцию узла фильтрации. Таким образом, следует предположить, что замена сорбента на установке производства АМ-76 улучшит технико-экономические показатели.
Далее приведены возможные области применения и технические характеристики отечественных активированных углей (АУ) марок АР-Б, АГ-3 , СКТ-4 и угля марки 207Е, выпускаемого фирмой Sutcliffe Carbons . Где из наиболее важных показателей качества углей, используемых для адсорбции в жидкой фазе является прочность гранул .
Таблица 2. Назначение и возможные области применения активированных углей.
| марка угля
| нормативный документ
| назначение
| возможные области применения
|
| АР-В
| ГОСТ 8703-74
| Для улавливания паров органи-ческих летучих растворителей (с температурой ки-пения ниже 60ºC ; метанол, ацетон и др.)
| Очистка техноло-гических раство-ров в произ-водстве угольной кислоты. Очистка сточных вод.
|
Продолжение таблицы
| АГ-3
| ГОСТ 20464-75
| Для адсорбции из газообразных и жидких сред, в т.ч. для очистки питьевой воды.
| Очистка тех-нологических растворов в других областях промышленности (очистка амино-вых растворов и др.)
|
| СКТ-4
| ТУ 6-16-2352-79
| Для очистки воз-духа и газов от примесей, для улавливания па-ров органических растворителей и для осветления и очистки воды и растворов .
|
-
|
| 207-Е
| -
| Для очистки тех-нологических га-зов в системах, где необходимо избегать избыточ-ных перепадов давления.
| Очистка аминов (МЭА,ДЭА) от продуктов разло-жения, органи-ческих кислот и ПАВ.Защита ката-лизаторов от ароматических и хлоросодержащих соединений, кар-бонилов металлов
|
Для предотвращения уноса механических примесей и угольной пыли в процессе эксплуатации адсорбента (и стирания ) применяется нетканые фильтровальные материалы ОАО «НИИ нетканых материалов ».
Таблица 3 . Технические характеристики нетканых фильтровальных материалов .
|
Наименование показателя
|
вискозные растворы
|
рубеж
|
элкапол
|
|
|
|
|
|
| 1.термостойкость, °C(стойкость к воз-действию темпера-тур)
|
|
|
|
| 2.среда эксплуатации
| щелочная кислая
| щелочная кислая
| щелочная кислая
|
| 3.минимальный размер задерживае
мых частиц, мкм
|
|
|
|
| 4.эффективность очистки , %
|
|
|
|
| 5.поверхностная плотность , г/м2
| 560±28
|
| 360±18
|
| 6.толщина при давлении 1кПа (2кПа),
мм
| 4,0±0,5
| 2,5
| 2,3±0,2
|
| 7.разрывная нагрузка , дан,
не менее
по длине
по ширине
|
107,8
|
|
|
| 8.разрывное удлинение ,%
не более
по длине
по ширине
|
|
|
|
| 9.воздухопроницае-мость дм3/м2 *с
|
130±30
|
не менее
|
150±20
|
| 10.вид регенерации
| шестикратная стирка
| съем шламового осадка скребком
| одноразовое использование
|
| 11.возможные области применения
| фильтрация вискозных растворов
| фильтрация суспензий в цветной металлургии
| Очистка анодного хлор-газа и воз-гонов, суспензий и др.целей
|
При лабораторных исследованиях чистоту исходного раствора и фильтратов оценивали визуально и по величине оптической плотности раствора на приборе КФК-2 при длине волны λ = 400±10 нм в кюветах с толщиной поглощающего слоя 20,080 мм .
Фильтраты отстаивали в пробирках в течение 3 суток и визуально оценивали количество осадка. Исследования проводились в одинаковых условиях для всех фильтровальных материалов .
Таблица 4. Результаты очистки раствора МДЭА от угольной пыли на фильтровальных материалах .
| Наименование фильтровального материала
| Время фильтрации,с
| Показания КФК-2
λ = 400±10
I = 20,080 мм
| Визуальные наблюдения
|
| Исходный раствор:
|
| 1,1
| Угольная взвесь во всем объеме , при оседании сплош-ной слой осадка на дне пробирки
|
| Вискозные растворы
|
| 0,56(49)
| Фильтрат содер-жит небольшое количество взвеси. При оседании осадка на дне пробирки наблю-даются отдельные частицы .
|
| Рубеж
|
| 0,97(12)
| Фильтрат незна-чительно светлее исходного раство-ра. Количество осевшего осадка сравнимо с коли-чеством его в исходном растворе .
|
| Элкапол
|
| 0,97(12)
| -//-
|
Как видно из приведенных данных, лучшую проницаемость (меньшее время фильтрации ) имеют материалы «рубеж» и «элкапол». Но максимальную чистоту раствора МДЭА от угольной пыли обеспечивает материал «вискозные растворы ».
Все темы данного раздела:
Риформинг
Понижение температуры в выхлопной трубе первичного риформинга.
Установки обычно имеют температуру в трубе до 150ºC. В процессе реконструкции это осуществляется нескол
Понижение соотношения пар- углерод
Потребности в тепле при удалении СО2 могут быть снижены . В результате этого , может быть снижено содержание пара в технологическом газе .
Катализатор риформинга и печь могут ра
Установка рекуперации продувочного газа
Превращение водорода в аммиак может быть усовершенствовано путем монтажа установки для рекуперации продувательного газа, с помощью которой достигается полное превращение водорода в
Патентный поиск
Произведен патентный поиск за период 2000-2004 годы.
Наибольший интерес представляют следующие патенты и изобретения:
04.17-19И.127П. Насадка из вспененных материалов с от
И.92.Запорно-регулирующие вентили для абразивных и агрессивных сред .
Фирма предлагает широкий ассортимент вентилей с ручным приводом условным диаметром 25-300 мм : для работы в установках пожаротушения , использующих морскую воду ; для работы в абразивных средах ; д
Описание технологической схемы
Регенерация раствора проводится в 2-х параллельно работающих регенераторах-рекуператорах , сообщенных уравнительными коллекторами по парогазовой смеси и раствору , с распределением
Расчет и подбор условного сечения трубопровода
Исходные данные :
-длина трубы l = 6 м
-расход транспортного раствора V = 50 м3/час
-плотность транспортного раствора p=1043 кг/м3 (мало зависит от
Расчет размеров фундамента
Исходные данные
a = 2,8 м - габаритные размеры фундаментов в плане
b = 2,35 м - габаритные размеры фундаментов в плане
c = 1,4 м - габаритные размеры фундамент
Расчет корпуса обечайки на прочность угольного адсорбера.
Исходные данные :
Рраб = 0,6 МПа
Рпр = 0,9 МПа
tраб=50°C
Q =32 т
Е=1,95*10-5 МН/м2
Расчет стенки горловины и днища обечайки
Толщина стенки горловины обечайки , мм
Sг = 0,55Рпр
Расчет опор обечайки
Нагрузка на одну опору , Н
Q=G/z , (4.7)
где G – вес обечайки вместе со средой , Н
G=313920 Н
z- число опор
z= 3.
Q=313920/3=104640 Н
Расчет патрубка обечайки
Толщина эллиптического днища стенки
Sэ.д.= РпрR1/ (2[σ]
Расчет фланцевого соединения на прочность
Рисунок 2- Конструкция фланца
Толщина втулки, мм
Расчет стенки обечайки
Толщина стенки аппарата определяется по формуле (4.1)
S1 =+0,3 = 0,0045м
Расчет стенки горловины и днища обечайки .
Толщина стенки горловины обечайки определяется по формуле (4.3) , мм
Sг = 0,550,6
Расчет опор обечайки .
Нагрузка на одну опору , Н
Q=G/z ,
где G – вес обечайки вместе со средой , Н
G=19130 Н
z- число опор
z= 4.
Q=19130/4 = 4782 Н
Толщина
Расчет патрубка обечайки
Толщина эллиптического днища определяется по формуле (4.13)
Sэ.д.= 0,60,8/ (2
Расчет укрепления отверстий в корпусе .
Наибольший диаметр отверстий в днище корпуса , не требующий дополнительного укрепления , мм
dдоп = 2[(S
Площадь сечения оболочки участвующая в укреплении .
Fо = 2lк ( Sр – С- S
Расчет фланцевого соединения на прочность
Рисунок 5 - Конструкция фланца
Толщина втулки, мм
Расчет сопряжения цилиндрической части аппарата с эллиптическим днищем
Рисунок 6 - Схема нагрузки сопряжения
Уравнение совместимости деформаций определяется по формулам (4.39) , (
Расчет гидравлического сопротивления угольного адсорбера
Исходные данные :
расход раствора МДЭА через адсорбер
Q = 30 м3/час и 70 м3/час
средняя температура ≈ 50 ºC
плотность раствора p
Расчет гидравлического сопротивления волокнистого фильтра для очистки раствора МДЭА от твердых взвешенных частиц
Исходные данные:
расход раствора –70 м3/час
средняя температура раствора –50ºС
плотность раствора –1045 кг/м3
вязкость раствора –0,029
Индивидуальный метод ремонта
Планирование и организация ремонта запорной арматуры производится по графикам ремонта технологических установок и объектов предприятия .
Объем работ по ремонту запорной арматуры на техноло
Узловой метод ремонта
Одним из направлений дальнейшего совершенствования организации ремонта запорной арматуры является применение узлового метода ремонта с максимальным использованием его преимуществ:
Общие технические требования
После разборки арматуры узлы и детали очищаются от грязи, ржавчины , остатков нефтепродуктов и моются .
Для мойки деталей рекомендуются водные растворы препаратов. Температура применяемых
Корпусные узлы
Характерными дефектами корпусных узлов (корпусов , крышек , стоек) являются :
-трещины
-коррозионный и механический износ
-раковины
-поры
-рыхлости
Уплотнительные кольца
Наиболее часто встречающимися дефектами указанных деталей являются :
-трещины
-раковины
-отколы
-коррозионный и механический износ.
Выявление дефектов п
Шпиндели
Дефектами шпинделей являются глубокие риски , забоины , трещины , отколы коррозионный и механический износы , вмятины , заусеницы и выкрашивания . Выявление дефектов производится осмотром и измерен
Гайки шпинделей
Дефектами гаек шпинделя являются трещины , отколы , износ рабочих поверхностей , выявляемых внешним осмотром и измерением .
Гайки шпинделя , имеющие трещины , отколы , износы шпоночных паз
Сальниковые втулки , маховики , нажимные фланцы сальников
Сальниковые втулки при наличии задиров , коррозии , вмятин на внутренней и наружной поверхности глубиной более 0,5мм ремонту не подлежат . Смещение (эксцентриситет) оси внутреннего диаметра втулки
Подшипники
В арматуре применяются подшипники качения или скольжения . В подшипниках качения не допускаются следующие дефекты :
-трещины, выкрашивание металла
-шелушение металла, чешуйчатые о
Ремонт деталей арматуры
Арматура в процессе ремонта должна проходить ревизию.
Материалы изготавливаемых при ремонте деталей по химсоставу, механическим свойствам и условиям применения должны быть не ниже применяе
Ремонт корпусов и крышек
На литых стальных корпусных деталях допускается исправление сваркой :
-единичных (до 2шт.) раковин, пор , трещин
-глубоких забоин на поверхностях привалки фланцев
-дефект
Ремонт клиньев, клапанов и захлопок
Трещины, раковины, отколы, коррозионный и механический износ и другие дефекты на стальных деталях могут устраняться сваркой.
Уплотнительные поверхности запирающих узлов должны притираться
Ремонт шпинделей
Риски, задиры, забоины на цилиндрической части шпинделя глубиной не более 0,5 мм устраняются шлифовкой. При удалении дефекта шлифуется цилиндрическая часть шпинделя и поверхность ходовой резьбы и и
Сальника и крышки
Незначительные заусенцы и вмятины глубиной не более 0,5мм на ходовой и метрической резьбе гайки шпинделя допускается устранять запиловкой и зачисткой .
При износе шпоночного паза допускает
Технические требования при сборке
Перед сборкой все детали должны быть очищены от загрязнения , заусеницы сняты и острые кромки притуплены .
После ремонта (наплавки , проточки , приточки , притирки ) уплотнительные поверхн
Испытание арматуры
Арматура после ремонта должна быть подвергнута следующим испытаниям :
-на плотность и прочность всех деталей , находящихся под давлением
-на герметичность соединений , сальниковых
Автоматизация производства
В химической промышленности комплексной механизации и автоматизации уделяется большое внимание. Это объясняется сложностью и чувствительностью к нарушениям технических процессов, вредностью условий
Автоматизированная система управления производством
Внедрение АСУТП в производство обеспечивает: сокращение потерь от брака и отходов, уменьшение численности основных рабочих, снижение капитальных затрат на строительство зданий, увел
Безопасность жизнедеятельности
9.1 Общая характеристика безопасности отделения регенерации МДЭА-растворов очистки газа от диоксида углерода в производстве
аммиака « АМ-76 » ОАО «Череповецкий «Азот»
Полная безоп
Защита от статического электричества
Искры разрядов статического электричества являются источником пожаров и взрывов. Под статическим электричеством понимают электрические заряды, образующиеся в результате трения диэлектрика о проводн
Молниезащита
Молниезащита – комплекс защитных мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от разрядов
Газовые выбpосы в атмосфеpу
Газовые выбpосы в атмосфеpу pазделяются на:
- постоянные газовые выбpосы в атмосфеpу, обусловленные ведением ноpмального технологического пpоцесса
- пеpиодические газовые выбpосы
Сточные воды
Для обеспечения надежности охpаны водных pесуpсов пpи аваpийных ситуациях и остановках на pемонт агpегатов пpедусмотpено наличие аваpийных и дpенажных емкостей. Все вpедные стоки на
Твердые отходы
Отpаботанные катализатоpы пpоцессов сеpоочистки, конвеpсии метана, конвеpсии оксида углеpода, метаниpования и синтеза аммиака отпpавляются на пеpеpаботку.
Количественный и
Расчет капитальных вложений
Расчет технико-экономической эффективности имеет важное значение при обосновании целесообразности модернизации машин, технологических линий ТО и Р Новая техника должна обеспечивать увеличение произ
Расчет эксплутационных расходов
1) Принимаем повременно – премиальную форму оплаты труда.
,
где Р4, Р5
Доплата по районному коэффициенту
,
где Zрк – размер доплаты за районный коэффициент (25%).
Амортизационные отчисления на оборудование
(11.13)
где Н – норма амортизации (7,7÷14,3%); принимаем 8%
К1 – стоимость оборудования до
Расходы на электроэнергию
,
где Цэл – цена 1кВт/час электроэнергии (1,026руб)
Росв – расход электроэнергии на осв
Прочие расходы
(11.20)
где Зв – расходы на воду
Удельные эксплутационные расходы
(11.23)
где А – производительность агрегата до и после реконструкции
Годовой экономический эффект, капитальные вложения на реконструкцию и срок окупаемости.
1) Годовой экономический эффект
(11.24)
где Ен – нормальный коэффициент эффективности капитальных
Фондовооруженность
(11.28)
Новости и инфо для студентов