Способы очистки конвертированного газа от диоксида углерода. Технолог.схемы процессов. Устройство основного оборудования. 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Способы очистки конвертированного газа от диоксида углерода. Технолог.схемы процессов. Устройство основного оборудования.



Технологический газ, полученный в результате конверсии природного газа и оксида углерода(II) по описанной технологии, имеет следующий состав, %: H2– 60–62; CO2– 17–18; CO – 0,3–0,5; N2– (~20); CH4– 0,3–0,5; Ar – 0,2–0,3. Он используется в дальнейшем для синтеза аммиака, который осуществляется на ка-тализаторах. Катализаторы синтеза аммиака легко отравляются кислородосодержащими соединениями, поэтому перед подачей на синтез аммиака конвертированный газ должен подвергаться тща-тельной очистке от всех кислородсодержащих соединений– СО2, СО, Н2О, О2. Допустимое содержание кислородсодержащих со-единений в азотоводородной смеси, направляемой на синтез ам-миака, не должно превышать0,002%. Кислород в конвертированном газе отсутствует, водяной пар конденсируется при охлаждении, поэтому основной проблемой, ко-торую необходимо решить, является очистка от оксидов углерода.

Оксиды углерода(II) и(IV) имеют различные физико-хими-ческие свойства, поэтому и методы очистки от них различные. Очистка газов от примесей осуществляется несколькими ме-тодами– абсорбционными, адсорбционными, каталитическими и криогенными. Абсорбционные методы основаны на селективном поглоще-нии вредных примесей жидкими поглотителями за счет физиче-ского растворения или хемосорбции. При выборе поглотителей предпочтение отдают хемосорбционным процессам, в которых по-глощаемый газ вступает в химическое взаимодействие с поглоти-телем с образованием неустойчивых соединений, легко разлагаю-щихся при нагревании. Это позволяет осуществлять процесс очи-стки в замкнутом циклическом режиме с регенерацией погло-тителя. Процесс абсорбции проводят при повышенных давлениях и пониженных температурах, а регенерацию поглотителей осуще-ствляют при снижении давления и повышении температуры, бла-годаря чему процесс очистки осуществляется без затраты реаген-тов. В практических условиях абсорбционные процессы применя-ют при большом содержании примесей в газовой смеси.

Адсорбционные процессы основаны на селективном погло-щении примесей твердыми поглотителями– адсорбентами. В ка-честве поглотителей используются пористые вещества, обладаю-щие большой поверхностью и высокой адсорбционной способно-стью, – силикагели, алюмогели, активированные угли, цеолиты. Адсорбционные процессы обратимы, поэтому их также можно осуществлять в циклическом режиме с регенерацией поглотителя. При этом адсорбцию проводят при низких температурах, а регене-рацию поглотителей– при повышении температуры путем про-дувки через адсорбент инертных газов или водяного пара. На практике адсорбционные процессы применяют при небольшом содержании примесей в газовой смеси. Каталитические методы основаны на превращении вред-ных примесей под действием катализаторов в инертные вещества или в соединения, которые могут быть легко удалены из газовой смеси абсорбционными или адсорбционными методами. Катали-тические методы, как и адсорбционные, применяют при неболь-шом содержании примесей в газовой смеси. Криогенные методы основаны на охлаждении газовой смеси до очень низких температур, при которых вредные примеси кон-денсируются и отделяются от газовой смеси в жидком состоянии. При очистке конвертированного газа от оксидов углерода наи-большее применение получили абсорбционные и каталитические методы. Для глубокой очистки газов от всех примесей применя-ются также и криогенные методы.

!!!!!! МЕТОДЫ ОЧИСТКИ КОНВЕРТИРОВАННОГО ГАЗА ОТ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

Содержание диоксида углерода в конвертированном газе в за-висимости от метода конверсии и вида окислителя может коле-баться в широких интервалах– от15 до30%. Поэтому основными методами очистки газов от СО2 являются абсорбционные. В каче-стве поглотителей используется вода, водные растворы щелочей, аминоспиртов, карбонатов щелочных металлов и органические растворители. В первых схемах синтеза аммиака очистку конвертированного газа от СО2 осуществляли в две стадии. На первой стадии в качестве поглотителя использовалась вода, а на второй– водные растворы щелочей.

Этот метод основан на том, что растворимость СО2 в воде на два порядка выше, чем других газов, входящих в со-став смеси, что позволяет селективно извлечь СО2 из газовой сме-си. Так, при температуре25°С и при атмосферном давлении рас-творимость СО2 в воде составляет0,759 м3/м3воды, растворимость водорода и азота– 0,017 и0,014 м3/м3воды. При повышении дав-ления растворимость СО2 в воде существенно возрастает. Поэтому процесс абсорбции проводили при давлениях1,5–3,0 МПа при обычной температуре, а десорбцию СО2 осуществляли при сниже-нии давления до атмосферного в градирнях. Однако равновесное давление СО2 над его водными растворами весьма велико, поэто-му достичь глубокой очистки газа только водой невозможно. Ос-таточное содержание СО2 в газах после абсорбции составляло0,5–1,5%. Поэтому окончательная очистка газов от СО2 осуществля-лась путем поглощения водными растворами щелочей по реакции 2NaOH + CO2= Na2CO3+ H2O.

Данная реакция необратима, и регенерировать щелочь не-возможно, что существенно удорожает процесс очистки. В со-временных схемах синтеза аммиака этот метод очистки не при-меняется. При разработке крупнотоннажных агрегатов синтеза аммиака для очистки конвертированного газа от СО2 предпочтение было отдано хемосорбционным методам. В качестве поглотителей наи-большее применение получили водные растворы аминоспиртов и карбонатов щелочных металлов.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-17; просмотров: 450; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.205.238.173 (0.008 с.)