Uglerod oksidini konversiyalash ikki bosqichli sxema bo'yicha qabul qilinadi

4.4. Uglerod oksidining konversiyasi.
Uglerod oksidini konversiyalash ikki bosqichli sxema bo'yicha qabul qilinadi:
I bosqich - o'rta haroratli katalizatorda (OHK-02),
II bosqich - past haroratli katalizatorda (NTK-4U).
112-post chiqindi issiqlik qozonidan keyin aylantirilgan gaz harorati (330÷380) °C bo'lgan 1-bosqich 114-postning uglerod oksidi konvertoriga kiradi. Temir-xromli o'rta haroratli katalizatorda (OKhK-02), chiqish harorati 450 ° C dan yuqori bo'lmagan va kiruvchi quruq gazning kosmik tezligi 2300 soat - 1 gacha, uglerod oksidini bug' bilan qayta ishlash jarayoni. Suv bug'i reaksiyaga ko'ra paydo bo'ladi:
CO + H2O CO2 + H2 + 41,1 kJ/mol (9,8 kkal/mol)
CO konvertori I bosqich poz.114 dan keyin uglerod oksidining qoldiq tarkibi
hajmli fraktsiyalarda 4% dan oshmasligi kerak va avtomatik gaz analizatori yordamida markaziy boshqaruv xonasida boshqariladi.
Konvertor pos.114 dan so'ng, konvertatsiya qilingan gaz 115-sonli chiqindi issiqlik qozoniga kiradi, bu erda issiqlikni qayta tiklash tufayli (102 ÷ 109) kgf / sm2 bosimli bug 'olinadi va aylantirilgan gaz bir darajagacha sovutiladi. harorat (330 ÷ 340) ° S . Keyinchalik, konvertatsiya qilingan gaz "bug ':gaz" (0,56÷0,66) hajm nisbati bilan II bosqich poz.117 ning xom azot-vodorod aralashmasini isitish moslamasida (200 ÷ 240) ° S haroratgacha sovutiladi. ): 1.
Konverter poz.117 ikkita parallel qurilmalardan iborat bo'lib, bitta korpusga birlashtirilgan. Yagona gaz ta'minoti har bir qurilmaga kirishda tarqatuvchi eshiklar orqali ta'minlanadi.
Haroratda past haroratli sink-xrom-mis katalizatorida
(200÷260) oS va fazoviy tezlik (quruq gaz) kirish joyida 0,79 s-1 gacha (2870 h-1) uglerod oksidining suv bug'i bilan chuqurroq konversiyasi aylantirilgan gazdagi uglerod oksidining hajm ulushigacha sodir bo'ladi, 0,65% dan oshmasligi kerak.
uglerod oksidi II bosqich konvertatsiya qilinganidan keyin aylantirilgan quruq gaz tarkibi hajmi ulushlari %.
Uglerod oksidi 0,65% dan oshmasligi kerak
Vodorod (60-63)%
Karbonat angidrid (16-18)%
Metan (0,26-0,31)%
Azot (20-21)%
Argon (0,18-0,27)%

II bosqichli CO konvertori pos.117 dan so'ng, harorat 260 ° C dan yuqori bo'lmagan va (28,5 kgf / sm2) dan ko'p bo'lmagan bosim bilan aylantirilgan gaz 180 ° C dan yuqori bo'lmagan haroratgacha sovutiladi. agregat gaz kondensatini quyish yo'li bilan 145-post. Tugun poz.145 dan so'ng gaz gazli qozonlarga poz.306A, B yuboriladi. Qozonlardan so'ng konvertatsiya qilingan gaz assimilyatsiya-sovutish moslamalarining issiqlik almashinuvchilarida 107 ° S dan yuqori bo'lmagan haroratgacha sovutiladi.

Keyin gaz qizdirgich poz.119 ning halqasimon bo'shlig'idan o'tadi, u erda 100 ° C dan yuqori bo'lmagan haroratgacha sovutiladi, absorber poz.301 dan keladigan azot-vodorod aralashmasini isitadi. 50 ° C dan yuqori bo'lmagan haroratga aylantirilgan gazning yakuniy sovishi havo sovutgich pos.120 da sodir bo'ladi.
Havo sovutgich poz.120 dan so'ng konvertatsiya qilingan gaz separator poz.123 dagi kondensatsiyalangan namlikdan chiqariladi va karbonat angidriddan tozalash uchun poz.301 absorberga yuboriladi.

4.3. Metan konversiyasi

Metanni konversiyalash jarayoni ikki bosqichda amalga oshiriladi:
- quvurli pechda bug'ning katalitik konversiyasi;
- metan konvertorining ikkinchi bosqichida bug'-havo katalitik konversiyasi.

4.3.1. Quvurli pechda bug' katalitik reforming

(birlamchi islohot)
Quvur o'choq pos ichiga oziqlantirish oldin. 107 tabiiy gaz o'ta qizdirilgan bug' bilan aralashtiriladi, bosim (39÷40,5) kgf/sm2 va harorat (360÷390) oS, bug':gaz aralashmasi nisbati (3,1÷3,4) : 1 gaz aralashmasiga teng bo'lguncha.
Quvurli pechning poz.107 oldidan aralashtirishga kiruvchi gaz aralashmasining (40900÷60000) m3/soat va bug’ning (102÷160) t/soatning zarur oqim tezligi qurilmalar tomonidan quvvatlanadi.
"Bug '-gaz" nisbatini (2,7 ÷ 1) dan pastga tushirish qabul qilinishi mumkin emas, chunki metanning termik yorilishi natijasida uglerod ajralib chiqadi
CH4 2H2 + C
Katalizator yuzasida va g'ovaklarida to'plangan uglerodning chiqishi katalizator faolligining pasayishi, reaksiya trubalarining chiqishida metan qoldiq miqdorining ko'payishi va katalizatorning mexanik yo'q qilinishi bilan birga keladi. katalizator va reaksiya naychalarining qarshiligini oshiradi.
Olingan gaz-bug 'aralashmasi isitgichga yuboriladi (issiqlikdan foydalanadigan BTA uskunasi bloki). Pechning pos.107 konveksiya zonasida, qorishma chiqindi gazlarining issiqligi tufayli 520 ° C dan yuqori bo'lmagan haroratgacha isitiladi.
(760÷830) °C haroratda nikel katalizatorida (37 kgf/sm2) dan ortiq bo'lmagan bosimli qizdirilgan bug'-gaz aralashmasi reaktsiya naychalariga tushadi. Tabiiy gaz quyidagi asosiy reaktsiyalar bo'yicha ketadi:
CnHm + H2O CO+ H2-Q (4.3.1.2)
CH4 + H2O CO + 3H2 - 206,6 kJ/mol (49,3 kkal/mol) (4.3.1.3)

CO + H2 O CO2 + H2 + 41,1 kJ/mol (9,8 kkal/mol) (4.3.1.4)

CH4 + CO2 2CO + 2H2 - 247,6 kJ/mol (59,1 kkal/mol) (4.3.1.5)

Pech pos.107 ning nurlanish kamerasida vertikal ravishda 504 ta reaksiya trubkasi mavjud. (har bir qatorda 42 ta quvurdan 12 qator). Gaz-bug 'aralashmasi reaksiya naychalari bo'ylab harakatlanadi, konvertatsiya qilingan gazda (9÷11)% miqdoriy ulushlarda qoldiq metan miqdoriga aylanadi.

Pech pos.107 ning radiatsiya kamerasining pastki qismida har bir qatorning reaksiya trubalari yig'ish kollektoriga birlashtiriladi, undan aylantirilgan gaz ko'taruvchi quvur orqali o'choq tomi ustida joylashgan umumiy chiziqli uzatish kollektoriga kiradi, keyin esa shaxtaga metan konvertori pos.110.
BTA - 107-sonli pechning konveksiya kamerasida joylashgan lasan bo'lib, unda tutun gazining issiqligidan foydalanish hisobiga quyidagi texnologik oqimlar isitiladi:
- 520 ° S dan yuqori bo'lmagan haroratgacha 107-o'choqli pechning reaktsiya quvurlariga kiradigan bug'-gaz aralashmasi;
- shaxta metan konvertori poz.110 ga (465÷500) °C haroratgacha kiradigan bug'-havo aralashmasi;
- bug 'kollektori poz.109 dan kompressor turbinasi pos.ga kelayotgan bug' bosimi (102÷109) kgf/sm2. 401 dan haroratgacha (480÷500) oS;
- gaz aralashmasi bosimi [(38,5÷45) kgf/sm2] va harorat (380-400) °C bo'lgan oltingugurtni yo'qotish apparati poz.105 ga kiruvchi.
- bug 'kollektori poz.109 (290÷310) °S ichiga kiradigan ozuqa suvi;
- 110 °C dan yuqori bo'lmagan haroratgacha 107-sonli birlamchi reformatsiya o'choqining burnerlariga etkazib beriladigan yoqilg'i gazi;
- gaz aralashmasi, bosim (45 kgf / sm2) dan ko'p bo'lmagan va harorat (200 ÷ 215) ° C, gaz aralashmasi isitgichiga (issiq) kirish.

4.3.2. Shaftli konvertorda metanning havo va bug'-havo katalitik konversiyasini siqish (ikkilamchi reforming).

Atmosfera kislorodi va bug 'bilan reaksiyaga kirmagan metanning yakuniy konversiyasi ikkinchi bosqich metan konvertori pos.110 da amalga oshiriladi.
Shu bilan birga, azot-vodorod aralashmasini olish uchun kerakli miqdordagi azotni kiritish ta'minlanadi. 0,715:1 ga teng bo'lgan bug'ning hajmli nisbati bilan quvurli pechning pos.107 dan keyin aylantirilgan gaz-bug 'aralashmasi II bosqich metan konvertori pos.110 ning yuqori qismida joylashgan mikserning halqali bo'shlig'iga kiradi.
Metanni bug '-havoga aylantirish jarayoni nikel katalizatorida (950÷1010) °C haroratda va 3900 h-1 kosmik tezligida amalga oshiriladi, quyidagi asosiy reaktsiyalar orqali boradi:
H2 + 1/2 02 H2O + 242,2 kJ/mol (57,8 kkal/mol) (4.3.2.1)
CO + 1/2 02 CO2 + 282,8 kJ/mol (67,5 kkal/mol) (4.3.2.2)
CH4 + O2 CO2 + 2H2 + 318,4 kJ/mol (76 kkal/mol) (4.3.2.3)
CH4 + H2 O CO + 3H2 - 206,6 kJ/mol (49,3 kkal/mol) (4.3.2.4)
CO + H2O CO2 + H2 + 41,1 kJ/mol (9,8 kkal/mol) (4.3.2.5)
CH4 + CO2 2CO + 2H2 - 247,6 kJ/mol (59,1 kkal/mol) (4.3.2.1)
Haroratning ko'tarilishi texnologik gazning bir qismini yoqish paytida chiqarilgan issiqlik tufayli amalga oshiriladi.
Havo