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 поз.110, в котором загружен высокоактивный никелевый катализатор ГИАП-3-6Н или ГИАП-8, термостойкий алюмохромовый катализатор ГИАП-14.

Процесс конверсии метана осуществляется при температуре на выходе из конвертора поз.110 не выше 10100С и объемной скорости 4800 ч-1 по сухому газу.

Необходимый для процесса воздух забирается из атмосферы от дальнего воздухозабора, очищается от механических примесей в фильтрах поз.420 и 423 с абсолютным давлением не ниже 0,94 ата поступает на всас компрессора поз.402.

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.

Для измерения расхода воздуха в камере фильтров установлена диафрагма. От диафрагмы выполнен отбор на антипомпажный клапан.

После сжатия в первой ступени компрессора воздух поступает в кожухотрубный воздухоохладитель, где охлаждается оборотной водой, подаваемой последовательно в секции воздухоохладителя, до температуры не более 500С и поступает на всас 2 ступени.

После сжатия во 2-ой ступени воздух проходит воздухоохладитель 2-ой ступени, где охлаждается до температуры не более 500С, сепаратор 2-ой ступени поз.434 и поступает на всас 3-ей ступени. Из нагнетания 2-ой ступени выполнен сброс в атмосферу через электрозадвижку В-18, служащей для защиты от помпажа 1-ой и 2-ой ступени в период пуска и остановки. После 3-ей ступени воздух проходит воздухоохладитель 3-ей ступени, сепаратор поз.435 и поступает на всас 4-ой ступени компрессора.

Влага, отделившаяся в сепараторах, через регуляторы уровня сбрасывается в дегазатор поз.407 и затем в промливневую канализацию. Из трубопровода всаса 4 ступени имеется два отбора:

а) через вентиль В-19 и регулятор давления P402 на установку осушки воздуха КИПиА;

б) через вентиль В-20 на вспомогательные нужды в цеховой коллектор технологического воздуха.

В 4-ой ступени компрессора воздух сжимается до давления не более 3,5МПа (35кгс/см2) и с температурой не более 2500С поступает в отделение конверсии метана.

Из трубопровода нагнетания выполнены следующие отборы:

а) в ресивер поз.421 через воздухоохладитель (аварийный запас воздуха КИПиА);

б) на глушитель через антипомпажный клапан;

в) на глушитель через электрозадвижку HCV402;

г) на глушитель через клапан HCV410;

д) на глушитель через клапан PCV2.

Давление воздуха на нагнетании компрессора регулируется оборотами турбины и сбросом воздуха через HCV402 и регулирующий клапан PCV2 в атмосферу через глушитель.

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

Необходимый расход воздуха поддерживается автоматически регулятором Q3 с помощью клапана QCV3.

Тонкое регулирование соотношения «водород : азот» осуществляется путем сброса воздуха после клапана QCV3 в атмосферу через QCV4, давление перед QCV3 контролируется по P11.

В целях безопасной работы предусматривается автоматическое закрытие клапана QCV3 и электрозадвижки HCV8 при срабатывании блокировок по группам «В», «А», «АА». При закрытии клапана QCV3 открывается клапан HCV410 сброса воздуха с нагнетания компрессора на глушитель.

Перед поступлением в конвертор метана второй ступени 110 воздух подогревается в змеевике конвекционной части печи поз.107. В трубопровод воздуха на входе в подогреватель постоянно дозируется пар массовым расходом не менее 5 т/ч.

Массовый расход пара, подаваемого в трубопровод воздуха, регулируется дистанционно из ЦПУ с помощью клапана HCV1. Клапан HCV1 полностью автоматически открывается по блокировкам «А», «В», «АА». Пар подается для защиты змеевиков подогревателя от перегрева и во избежание обратного хода газа на компрессор поз.402. Кроме того, в период пуска и остановки агрегата пар добавляется в паровоздушную смесь во избежание повышения температуры наконечника смесителя. Подогретая до (460÷500)0С паровоздушная смесь поступает в смеситель конвертора метана 2-й ступени через центральную трубу.

Частично конвертированный газ из печи первичного риформинга с объемным соотношением «пар : газ» = (0,70÷0,72) поступает в кольцевое пространство смесителя.

Для предотвращения перегрева катализатора в конверторе метана 2-й ступени над катализатором имеется свободный объем, где происходит частичное сжигание горючих компонентов газа, обеспечивающее конверсию оставшегося метана на расположенных ниже катализаторных слоях.

Парогазовая смесь последовательно проходит через слой шестигранных огнеупорных плиток с отверстиями для равномерного распределения газового потока, слой алюмохромового катализатора, а затем никелевого катализатора.

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

Объемные доли метана, водорода, монооксида углерода, диоксида углерода в конвертированном газе после вторичного риформинга контролируются в ЦПУ по An110. Сопротивление аппарата поз.110 измеряется перепадомером dPI-1011.

После вторичного риформинга газ охлаждается в двух параллельно работающих котлах-утилизаторах 1-ой ступени поз.111/А,Б, а затем в котле-утилизаторе 2-ой ступени поз.112 до температуры (330÷380)0С и направляется на конверсию монооксида углерода.

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).

Температура газа после котла-утилизатора 2-ой ступени поз.112 автоматически поддерживается путем перепуска газа по байпасу мимо котла-утилизатора поз.112 с помощью регулятора T112.

После котла-утилизатора поз.112 имеется линия с электрозадвижкой HCV12, управляемой из ЦПУ, для сброса газа на факельную установку при пуске и при аварийных ситуациях.

Для защиты металла от высоких температур выходной коллектор трубчатой печи, конвертор метана 2-й ступени и котлы-утилизаторы 1-й ступени футерованы огнеупорным бетоном и снабжены водяными рубашками, в которые подается конденсат из коллектора турбинного конденсата после турбин компрессоров. Необходимое давление в линии конденсата поддерживается автоматически с помощью регулятора P180.

Предусмотрено автоматическое регулирование уровня воды в водяных рубашках конвертора метана по L110 и котлов-утилизаторов по L111/А,В с сигнализацией минимального уровня на ЦПУ.

Расход воды рубашки контролируется по Q111/А,В и Q110 на ЦПУ.

В случае прекращения подачи конденсата, в рубашки подается питательная недеаэрированная вода из отделения приготовления питательной воды или оборотная вода из внутреннего оборотного цикла ВОЦ-22А.

В рубашках поддерживается постоянный перелив. Конденсат из переливов направляется на УППВ.

Для контроля за температурой стенки корпуса вторичного риформинга поз.110 установлены четыре термопары T5(1÷4).

Для защиты аппаратов и трубопроводов конверсии метана от недопустимого повышения давления на котле-утилизаторе поз.112 установлены предохранительные клапаны.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector