Технологическая схема производства аммиака

На рисунке 4.8 приведена технологическая схема производства аммиака при среднем давлении:

Рис. 4.8. Схема установки синтеза аммиака при среднем давлении:

1 - колонна синтеза; 2 - водяной конденсатор; 3 - газоотделитель;
4 - конденсационная колонна (а - теплообменник, б - насадка из керамических колец, в - газоотделитель); 5 - испаритель жидкого аммиака; 6 - инжектор для смешения свежей и циркулирующей АВС.

Рассмотрим элементарную технологическую схему современного производства аммиака при среднем давлении производительностью 1360 т/сутки. Режим ее работы характеризуется следующими параметрами:

- температура контактирования 450 – 550 °С,

- давление 32 МПа,

- объемная скорость газовой смеси 4×10⁴ нм³/м³×ч.

- стехиометрический состав АВС (азотоводородной смеси)

Режим работы установки характеризуется следующими параметрами:

- температура контактирования 450-500ºС;

- давление 32 МПа.

1. Смесь циркуляционного газа и свежая порция АВС, сжатая до
32 МПа, подаётся в колонну синтеза, где происходит образование аммиака.

2. Выходящий из колонны синтеза газ, содержащий до 20% NH₃, подвергается 2-х стадийной конденсации с целью отделения аммиака в жидком и газообразном виде.

Первая стадия конденсации:

- циркуляционный газ последовательно проходит через водяной холодильник и холодильник-конденсатор;

- при прохождении газа через холодильники вследствие снижения температуры происходит конденсация газообразного аммиака с образованием жидкого аммиака;

- в результате этого жидкий аммиак отделяется от циркуляционного газа и поступает на склад готовой продукции.

Вторая стадия конденсации состоит из 3-х операций:

а) первая операция: циркуляционный газ смешивается со свежей порцией АВС и поступает в конденсационную колонну.

б) вторая операция: в конденсационной колонне газ постепенно охлаждается до -10ºС. При прохождении газа через теплообменник конденсационной колонны вследствие снижения температуры происходит конденсация основной части газообразного аммиака с образованием жидкого аммиака. Часть жидкого аммиака направляется насклад готовой продукции, а часть поступает в испаритель жидкого аммиака.

в) третья операция: в испарителе жидкого аммиака при охлаждении до - 20ºС происходит испарение жидкого аммиака с образованием товарного газообразного продукта.

После чего смесь циркуляционного газа, содержащего до
3-4% аммиака и АВС, вновь подают в колонну синтеза.

Цикл замыкается!!!

Смесь свежей АВС и циркуляционного газа под давлением подается из смесителя 3 в конденсационную колонну 4, где из циркуляционного газа конденсируется часть аммиака, откуда поступает в колонну синтеза 1. Выходящий из колонны газ, содержащий до 0.2 объемной доли аммиака направляется в водяной холодильник-конденсатор 2 и затем в газоотделитель 5, где из него отделяется жидкий аммиак. Оставшийся газ после компрессора смешивается со свежей АВС и направляется сначала в конденсационную колонну 4, а затем в испаритель жидкого аммиака 6, где при охлаждении до -20 °С также конденсируется большая часть аммиака. Затем циркуляционный газ, содержащий около 0.03 об. долей аммиака, поступает в колонну синтеза 1. В испарителе 6, одновременно с охлаждением циркуляционного газа и конденсацией содержащегося в нем аммиака, происходит испарение жидкого аммиака с образованием товарного продукта.