Очистка синтез-газа

Очистка конвертированного газа основана на технологии aМДЭА. Тонкая очистка от остаточного содержания СО и СО₂ осуществляется на стадии метанирования (поз.106-D). Технология с применением активированного aМДЭАразработана фирмой “BASF”.

Необработанный синтез-газ поступает в нижнюю часть абсорбера СО₂ поз.101-Е и контактирует противотоком с “бедным” раствором aМДЭАпо насадке. Газ,выходящий сверху абсорбера поз. 101-Е, содержит примерно 500 ррm об. СО₂ (по сухому газу), в барабане-сепараторе верха абсорбера (поз.102-F₂) освобождается от унесенной жидкости.

Насыщенный раствор aМДЭАиз нижней части абсорбера регенерируется, проходя через этап понижения давления на гидравлической турбине поз.107-JHT, за которой следует десорбция СО₂в регенераторе поз.102-Е. Мощность, утилизированная в турбине, обеспечивает часть энергии, необходимой для привода насоса “бедного” раствора aМДЭАпоз.107-J/JA.

Десорбер СО₂выполнен в виде трех секций, наверху находится секция кипения под низким давлением, внизу- секция отпаривания. Насыщенный раствор aМДЭАиз абсорбера СО₂поступает в секцию кипения низкого давления, давая СО₂, выделившемуся при понижении давления, легко покинуть раствор. Раствор перетекает вниз через насадочную колонну. Насос “полубедного” раствора поз.117-J/JА перекачивает раствор из секции кипения низкого давления в верхнюю часть секции отпаривания через теплообменник для “бедного”/“полубедного” раствора поз.112-С, который утилизирует тепло “бедного” раствора, выходящего снизу десорбера. Секция отпаривания работает при температуре около 110°С под давлением

1,34 кгс/см² абс. Тепло, необходимое для кипения раствора aМДЭАобеспечивается газами, покидающими НТК (газовый кипятильник поз.105-С).

“Бедный” раствор, отобранный снизу десорбера, охлаждается до 50°С в теплообменнике для “бедного” раствора питательной воды котла-утилизатора поз.103-С и в холодильнике “бедного” раствора поз.112-С. Охлажденный раствор перекачивается насосами “бедного” раствора aМДЭА поз.107-JA/JB/JC на верх абсорбера.

Верхняя часть десорбера СО2 оснащена тарелками для промывки и охлаждения получаемого СО2 до 38°С перед тем, как он покинет аппарат. Питательная вода добавляется в циркуляционный поток системы удаления СО2, который перекачивается закалочным насосом десорбера СО2 поз.106-J/JA и охлаждается в закалочном холодильнике десорбера СО2 поз.107-С.

В технологии aМДЭА циркулирует водный раствор, содержащий “активатор” и номинальный 40% эквивалент амина. Этот раствор химически связывает СО2 из технологического газа, а остальные компоненты газа - незначительны. В раствор добавляются присадки для подавления пенообразования.

Очищенный синтез-газ по выходу из абсорбера СО2 подогревается до 320°С газами, покидающими метанатор, в теплообменнике для входящих/выходящих газов метанатора поз.114-С, за которым следует нагреватель метанатора поз.172-G, который утилизирует насыщенный пар высокого давления (рис.1.26).

Метанатор поз.106-D содержит слой никелевого катализатора, на котором происходит реакция СО2 и СО с водородом, дающая метан и воду. Общее количество оксидов углерода, покидающих метанатор, меньше 5 ррm об. Реакции метанирования высокоэкзотермичны, из-за чего температура синтез-газа повышается от 320°С на входе до 340°С на выходе из метанатора.

Тепло отходящих газов метанатора утилизируется теплообменом с поступающими в метанатор газами. Затем они доохлаждаются до 30°С в холодильнике поз.130-С на всасывающей линии компрессора синтез-газа поз.103-J. Сконденсировавшаяся вода удаляется в сепараторе поз.104-F на всасе компрессора поз.103-J, вода возвращается в сепаратор поз.102-F1 насосом поз.140-J/JA для конденсата из отходящих газов метанатора. Часть синтез-газа на выходе из поз.104-F возвращается в линию подачи сырьевого газа для использования водорода на стадии сероочистки. Синтез-газ, питающий контур синтеза аммиака, проходит через осушитель на молекулярных ситах (поз.109-ДА/ДВ рис.1.26).

В осушителях используют адсорбенты, удаляющие воду и следы СО₂ до остаточного содержания менее 1 ррm об. Пока один аппарат с молекулярными ситами находится в работе, другой регенерируется продувочным газом из установки выделения продувочных газов (PGRU) (поз.160-L), нагретым насыщенным паром высокого давления до 200°С в нагревателе регенерации молекулярных сит (поз.183-С). Очищенный на молекулярных ситах продувочный газ используется как топливо для технологического нагревателя поз.104-В.