Синтез-газ с нагнетания IV ступени проходит отсекатель ЕмV-5, теплообменник 117-С, вторичный сепаратор 106-F и, пройдя теплообменники 179-С, 121-С и 122-С поступает в колонну синтеза поз. 105-D
В теплообменнике 121-С газ подогревается до температуры 122-160 оС газом, выходящим из колонны синтеза, и поступает в колонну синтеза 105-D по основному ходу и холодным байпасам.
Состав газа, идущего в колонну синтеза, контролируется из анализной точки S-34, смонтированной между теплообменниками 179-С и 121-С. Отсюда же производится отбор газа на анализаторы QI-13 и QI-12, контролирующие содержание инертов (СН4) в смеси и долю водорода в газе, поступающем в колонну синтеза.
Основной поток газа через заслонку с дистанционным управлением НС-16 поступает в нижнюю часть колонны синтеза аммиака 105-D и поднимается по кольцевому зазору между корпусом колонны и стенкой катализаторной коробки в верхнюю часть колонны, где расположен теплообменник 122-С.
В верхней части колонны газ поступает в межтрубное пространство
теплообменника 122-С, где подогревается до 426оС, охлаждая выходящий из колонны по трубному пространству 122-С продукционный газ до температуры не более 350оС.
На выходе из теплообменника 122-С основной поток газа смешивается с газом, выходящим из трубок встроенного теплообменника 122-СА, куда по холодным байпасам НС-13, 14, объединенным внутри колонны в одну линию, подается газ для охлаждения газа выходящего со 2-й полки катализатора. Температура смеси на входе на 1-ю полку может регулироваться подачей газа по линии холодного байпаса НС-7.
Поступающий на 1-ю полку газ проходит загруженный в нее катализатор и поступает в радиальном направлении во внутренний коллектор, где смешивается с газом, подающимся по линии холодного байпаса НС-15 для регулирования температуры входа газа на 2-ю полку. Далее газ проходит через катализатор 2-й полки и поступает в радиальном направлении в межтрубную часть промежуточного теплообменника 122-СА, где охлаждается газом подаваемым в трубное пространство по линиям холодных байпасов НС-13,14. Затем газ поступает на катализатор 3-й полки, проходит его в радиальном направлении, поступает во внутренний коллектор, а из него в центральную трубу и далее в трубное пространство теплообменника 122-С, где охлаждается до температуры не более 350оС, нагревая поступающий в колонну газ. Общий объем загруженного катализатора составляет 37,55м3 . Количество катализатора на каждой полке:
1 полка- 4,7 м3
2 полка- 6,45м3
3 полка- 26,40м3
Катализатор представляет собой гранулы неправильной формы размером 1,5¸ 3 мм. Состав катализатора – магнетит активированный промоторами.
Перепад давления в колонне определяется датчиком PDI-32. При росте перепада давления до 0,69 Мпа (7,0 кгс/см2) срабатывает блокировка, при этом открываются HC-411, HC-29, закрываются EmV-410, EmV-13. Поток продувочного газа к установке выделения водорода отключается клапаном HCV-801.
Контроль состава газа на выходе из колонны синтеза производится из анализной точки S-35. Контроль температуры газа после колонны осуществляется по приборам TI-6-3 и TI-14-11. Давление газа после колонны синтеза контролируется приборами Р1-90.
Далее газ поступает в трубное пространство подогревателя питатель-ной воды котлов 123-С2 /С1, где охлаждается до температуры не более 162 оС.
После подогревателя питательной воды котлов 123-С газ поступает в теплообменник 121-С, где охлаждается до температуры не более 61о С, за счет нагревания газа, идущего на колонну. После этого газ охлаждается до температуры 43оС в воздушном холодильнике 180-С и поступает в межтрубное пространство теплообменника 179-С, где охлаждается до температуры 16-23 оС, нагревая газ, идущий в колонну синтеза после сепаратора вторичной конденсации 106-F. Температура газа перед сепаратором 126-F контролируется по прибору TI-6-9.
При температуре не более 23оС и давлении не более 30,8 Мпа (314 кгс/см2) в первичном сепараторе 126-F выделяется до 60% образовавшегося в колонне синтеза 105-D аммиака, отделившийся аммиак регулятором уровня LC-36 отводится в сборник жидкого аммиака 107-F.
Минимальный 200 мм и максимальный 480мм уровень в сепараторе сигнализируется в ЦПУ от приборов LA-35L, LA-35H. При росте уровня в сепараторе 126-F до 660мм срабатывает блокировка LS-31НН с остановкой компрессора синтез-газа 103-J.
После первичного сепаратора 126-F часть циркуляционного газа постоянно выводится из системы в количестве, обеспечивающем объемные доли инертов ( метана, аргона) в газе на входе в колонну синтеза не более 17 %.
Продувочный газ поступает в аммиачный холодильник 125-С, охлаждается в нем до температуры не менее минус 23оС (TI-6-5), затем проходит сепаратор 108-F, освобождается в нем от жидкого аммиака, который регулятором уровня LC-29 выводится в сборник жидкого аммиака 107-F.
Газ после сепаратора 108-F через клапан HCV-801 подается на установку выделения водорода. Расход газа на УВВ (не более 8000 м3/час) измеряется прибором F-801 с коррекцией по температуре (T-801) и давлению (P-801). Во время остановки агрегата АМ-76 продувочные газы через клапан НСV-8В выводятся в коллектор топливного газа. Расход продувочных газов на топливо составляет не более 8000 м3/час и контролируется FI-29.
На линии выдачи продувочного газа после сепаратора 108-F установлен предохранительный клапан SV-25. Для анализа состава продувочного газа на этой линии смонтирована анализная точка S-33. После сепаратора 126-F газ содержащий не более 8 % об. аммиака через эл. задвижку EmV-9 направляется на всас циркуляционной ступени компрессора 103-J.
Для поддержания оптимальной температуры 16-23 оС (TI-501-23, TI-27-10, TI-43-12) всаса циркуляционной ступени компрессора 103-J при малых нагрузках и пуске отделения синтеза аммиака используются:
- клапан НС-29 на байпасной линии с нагнетания 1V ступени компрессора 103-J на всас его циркуляционной ступени;
- клапан НС-21 на линии нагнетания циркуляционной ступени перед холодильником 124-С;
- клапан НС-28 на линии нагнетания циркуляционной ступени в линию свежего синтез-газа 12 SG 47.
На линии всаса циркуляционной ступени компрессора 103-J перед отсекателем ЕмV-9 установлены предохранительные клапана SV-26А, SV-26В и смонтирована линия 6 V 90 с ручной задвижкой для сброса газа на факел в пусковой период, а также предусмотрен сброс газа на факел с дистанционным управлением из ЦПУ через клапан НС-76 в аварийных ситуациях.
На циркуляционной ступени газ сжимается до давления не более 33 МПа (336 кгс/см2), нагреваясь до температуры не более 37°С. Температура газа после циркуляционной ступени контролируется по TI-501-24.
Далее циркуляционный газ через отсечную задвижку с электроприводом ЕmV-5 по трубопроводу 12 SG 47 с температурой не более 40оС и содержанием аммиака не более 7% поступает в трубное пространство аммиачного холодильника 117-С, в котором охлаждается до температуры 0 – - 12оС (ТI-6-16). К этому трубопроводу имеются подводы: азота для продувки по линии 1 1/2 N 34, азота для продувки и подогрева трубопроводов и аппаратов по линии 6 N 32; жидкого аммиака по линии 1 NН 126, подаваемого насосом 117-J-JА, в случае восстановления катализатора синтеза в зимнее время.
Охлаждение газа в 117-С ведется жидким аммиаком. Подача жидкого аммиака в межтрубное пространство холодильника 117-С осуществляется за счет термоциркуляции с расширительным сосудом аммиака II ступени 111-F.
Сконденсировавшийся в газе аммиак отделяется в сепараторе 106-F, жидкий аммиак, отделившийся в сепараторе 106-F, регулятором LC-34 выводится в сборник 107-F. Для улучшения сепарации аммиака внутри сепаратора 106-F смонтирован циклон, состоящий из пакета труб. Отделившийся в циклоне жидкий аммиак поступает в первичный сепаратор 126-F.
О завышении уровня во вторичном сепараторе 106-F до 770мм или снижении до 235 мм поступает сигнал в ЦПУ.
Синтез-газ с объемной долей аммиака не более 3,5% из сепаратора 106-F направляется в теплообменник 179-С, где нагревается до температуры не более 31оС газом, поступающим из воздушного холодильника 180-С после колонны синтеза 105-D, и смешивается с осушенным свежим синтез-газом.
Смесь свежего и циркуляционного синтез-газа подогревается до температуры 122-160 оС в теплообменнике 121-С газом, выходящим из колонны синтеза, и поступает в колонну синтеза 105-D по основному ходу и холодным байпасам.