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 9, в котором загружен высокоактивный никелевый катализатор Katalko 23-4Q, Katalko 25-4Q, Katalko 23-8EQ, Katalko 23-8Q.
Процесс конверсии метана осуществляется при температуре на выходе из конвертора 9 не выше 1010◦С 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 и с абсолютным давлением не ниже 0,94 атм поступает на всас компрессора 14.
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.
После сжатия в первой ступени компрессора воздух поступает в кожухотрубный воздухоохладитель, где охлаждается оборотной водой, подаваемой последовательно в секции воздухоохладителя, до температуры не более 50◦С и поступает на всас 2 ступени.
После сжатия во 2-ой ступени воздух проходит воздухоохладитель 2-ой ступени, где охлаждается до температуры не более 50◦С, сепаратор 2-ой ступени и поступает на всас 3-ей ступени. После 3-ей ступени воздух проходит воздухоохладитель 3-ей ступени, сепаратор и поступает на всас 4-ой ступени компрессора. В 4-ой ступени компрессора воздух сжимается до давления не более 3,5 МПа (35 кгс/см2) и с температурой не более 250◦С поступает в отделение конверсии метана.
Объемный расход воздуха для процесса подбирается таким образом, чтобы обеспечить перед отделением синтеза соотношение «водород : азот» = «3 : 1».
Перед поступлением в конвертор метана второй ступени 9 воздух подогревается в змеевике конвекционной части печи 8. В трубопровод воздуха на входе в подогреватель постоянно дозируется пар массовым расходом не менее 5 т/ч.
Частично конвертированный газ из печи первичного риформинга с объемным соотношением «пар : газ» = (0,70 – 0,72) поступает в кольцевое пространство смесителя. При смешении КГ с воздухом, часть КГ сгорает в свободном пространстве шахтного конвертора. При сгорании части КГ температура в зоне горения повышается до не более 1245◦С. Затем КГ проходит сверху вниз слой шестигранных огнеупорных плиток с отверстиями (19 плиток по центру без отверстий) и слой никелевого катализатора. Слой шестигранных плиток исполняет роль газораспределителя и защищает верхний слой катализатора от повышенных температур и образования воронки. По мере прохождения КГ по слою катализатора его температура понижается за счет эндотермической реакции конверсии метана с 1245◦С до температуры не более 1010◦С на выходе из конвертора. Температура верхней крышки конвертора должна быть не более 200◦С Температура стенок корпуса конвертора должна быть не более 100◦С.
После вторичного риформинга остаточная объемная доля метана в сухом конвертированном газе составляет не более 0,55%.
После вторичного риформинга газ охлаждается в двух параллельно работающих котлах-утилизаторах 1-ой ступени 15, а затем в котле-утилизаторе 2-ой ступени 16 до температуры (330 – 380)◦С и направляется на конверсию оксида углерода (II).
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). Из коллектора КГ после котла-утилизатора 2-ой ступени предусмотрен сброс газа на факельную установку. Сброс газа на факельную установку производится при пусковых операциях и аварийных ситуациях.
Для защиты металла от высоких температур выходной коллектор трубчатой печи, конвертор метана 2-ой ступени и котлы-утилизаторы 1-ой ступени
футерованы огнеупорным бетоном и снабжены водяными рубашками, в которые подается конденсат из коллектора турбинного конденсата после турбин компрессоров.
Для защиты аппаратов и трубопроводов конверсии метана от недопустимого повышения давления на котле-утилизаторе 2-ой ступени установлены шесть предохранительных клапанов.
