Принципи та технологія конверсії метану

Повітря для вторинного риформінгу забирається із атмосфери, проходить фільтр (на схемі не позначено), де очищається від пилу, і надходить на всмоктування двокорпусного чотирьохступінчастого відцентрового компресора 16.

Між ступенями компресора встановлені повітряні холодильники 3 і сепаратори 15 відповідно. Конденсат із міжступеневих сепараторів скидається в зливову каналізацію. Із нагнітання четвертого ступеня повітря з тиском не більш 3,56 МПа (35,6 кгc/см²) і температурою 130 -175 ⁰С надходить на агрегат.

Підігріта до температури не більш, як 480 ⁰С пароповітряна суміш надходить в реактор 12.

Парогазова суміш після первинного риформінгу з температурою 700 -835 ⁰С надходить з передатного колектору у верхню частину горловини реактора 12. При змішуванні у вільному об'ємі над каталізатором відбувається горіння частини газу з киснем повітря з підніманням температури до 9001270 ⁰С, яка забезпечує конверсію залишкового метану на розміщених нижче шарах каталізатора. Зверху укладені шестигранні вогнетривкі плитки з отворами для рівномірного розподілення газового потоку. Нижче розміщений шар алюмохромового каталізатора, який сприймає на себе основне теплове навантаження. Решту корисного об'єму реактора займає нікелевий каталізатор.

Внаслідок вторинного риформінгу об'ємна частка метану у газі знижується до 0,35%.

Конвертований газ після реактора 12 з температурою 850-1000 ⁰С і тиском 3,0 -3,3 МПа (30-33 кгс/см²) надходить у два паралельно працюючі котли-утилізатори 13 і далі у котел-утилізатор 14, де за рахунок утилізації тепла конвертованого газу виробляється пара високого тиску 10,0 -10,5 МПа (100-105 кгс/см²). Охолоджений газ з температурою 350 -390 ⁰С прямує на конверсію оксиду вуглецю першої ступені 17.

5. Розрахунки матеріального і теплового балансів трубчатої печі

5.1 Матеріальний баланс трубчатої печі

Вихідні дані:

Тиск паро газової суміші на вході в піч 3,8МПа, на виході 3,3МПа. Об'ємне співвідношення пар - природний газ рівне 3,7:1. Температура парогазової суміші на вході 525. Вміст метану в сухому газі на виході з печі складає 10,07%. Гомологи метану розкладаються повністю. Температура на виході з реакційних труб 825. Температура димових газів на виході з печі складає 1040.

На підставі практичних даних [5] розраховую кількість природного газу на продуктивність 1500т/добу:

, (5.1)

де - Об'єм природного газу, що йде на утворення 1 т аміаку, ;

- задана продуктивність, т/добу.

.

На гідрування сірчистих сполук до природного газу додають АВС:

, (5.2)

де - обєм АВС, що йде на гідрування в перерахунку на 1 т аміаку, .

.

Розрахунки веду при нормальних умовах.

Таблиця 5.1 - Кількість та склад газу на вході в трубчату піч

Компонент	Природний газ	АВС	Змішаний газ
		%(об)		%(об)		%(об)
	31,45	0,08	-	-	31,45	0,07
	36827,95	93,68	72,87	1,1	36900,82	80,33
	1258	3,2	-	-	1258	2,74
	456,03	1,16	-	-	456,03	0,99
	125,8	0,32	-	-	125,8	0,274
	43,24	0,11	-	-	43,24	0,094
	-	-	4897,86	73,93	4897,86	10,66
	-	-	19,88	0,3	19,88	0,042
	570,03	1,45	1634,39	24,67	2204,69	4,8
	39312,5	100	6625	100	45937,5	100

Позначу (в ): - об'єм сухого газу на виході з печі; - вміст в газі на виході; - вміст на виході з печі; - вміст в газі на виході з печі; - кількість водяного пара, що вступив в реакцію з вуглеводнями.

1 Сума в вуглеводнях змішаного газу:

, (5.3)

де , , , , - об'єм відповідного вуглеводня в змішаному газі, .

2 Складаю балансові рівняння за елементами в вологому газі на виході з трубчатої печі.

- Баланс за вуглецем ():

, (5.4)

де - об'єм в змішаному газі, .

;

. (5.5)

- Баланс за воднем ():

, (5.6)

де - об'єм в змішаному газі, ;

- об'єм в змішаному газі, .

. (5.7)

- Баланс за киснем :

, (5.8)

де - об'єм в змішаному газі, .

;

. (5.9)

3 Розраховую об'єм сухого газу на виході з печі за таким рівнянням:

, (5.10)

де - об'єм в змішаному газі, ;

- об'єм в змішаному газі, .

;

. (5.11)

4 Рівновага реакції (3.4) при 827 записується рівнянням:

…………………. (5.12)

[4, с. 10].

5 Визначаю віднімаючи рівняння (5.5) від рівняння (5.11):

. (5.13)

6 Визначаю підставляючи рівняння (5.13) в рівняння (5.7):

;

. (5.14)

7 Віднімаючи рівняння (5.9) від рівняння (5.5):

. (5.15)

8 Підставляючи в рівняння (5.15) з рівняння (5.14) отримаю :

;

;

. (5.16)

9 Визначаю підстановкою в рівняння (5.11) значення з рівняння (5.16) та значення з рівняння (5.13):

:

. (5.17)

10 Підставляючи в рівняння (5.12) значення з рівняння (5.17), значення з рівняння (5.16), значення з рівняння (5.13) та значення з рівняння (5.14) отримаю:

;

Звідки .

11 Підставляючи знайдене в рівняння (5.17), (5.16), (5.13), (5.14) знаходжу об'єм всіх компонентів конвертованого газу:

;

;

;

.

12 Правильність рішення рівнянь провіряю підстановкою значень , , та в рівняння (5.12) отримаю:

.

13 Розраховую ступінь конверсії метану за формулою:

, (5.18)

де - об'єм метану після трубчатої печі, .

- сума в вуглеводнях змішаного газу

%.

Розрахунки заношу до таблиці 5.1 та таблиці 5.2

Таблиця 5.1 - Матеріальний баланс трубчатої печі (Надходження)

Надходження
компонент	Сухий газ	Вологий газ
			%			%
	31,45	61,777	0,07	31,45	61,78	0,017
	36900,82	263572,014	80,33	36900,82	26357,73	20,223
	1258	1684,821	2,74	1258	1684,82	0,689
	456,03	895,773	0,99	456,03	895,77	0,25
	125,8	325,732	0,274	125,8	325,73	0,069
	43,24	138,986	0,094	43,24	138,99	0,024
	4897,86	437,31	10,66	4897,86	737,31	2,684
	2204,69	2755,863	0,042	2204,69	2755,86	1,208
	19,88	35,5	4,8	19,88	35,5	0,011
	-	-	-	136533,034	109714,05	74,825
	45937,5	269689,12	100	182470,804	142407,54	100

Таблиця 5.2 - Матеріальний баланс трубчатої печі (витрати)

Витрати
компонент	Сухий газ	Вологий газ
			%			%
	13192,903	25914,63	9,36	13192,903	25914,63	5,56
	14142,916	17678,65	10,03	14142,916	17678,65	5,97
	14199,941	10142,82	10,07	14199,941	10142,82	5,99
	97251,9985	8683,21	68,97	97251,9985	8683,21	41,02
	2204,69	2755,863	1,56	2204,69	2755,863	0,93
	19,88	35,5	0,01	19,88	35,5	0,01
	-	-	-	96067,213	77196,87	40,52
	141012,3885	65210,673	100	237079,5415	142407,54	100

5.2 Тепловий баланс трубчатої печі

Вихідні дані:

Середня теплоємкість сухого змішаного газу від 0 до 525 складає 2,1717.

Середня теплоємкість водяного пара від 0 до 525 - 1,596.

Температура сухого змішаного газу 525.

Теплотворна здатність вуглеводнів : - 35840; - 63760; - 91020; - 118650; - 146080.

Теплота утворення : - 17547; - 4932; - 3295; - 3697; - 4517; - 5489; - 6364; - 10789.

Середня теплоємкість вологого газу на виході від 0 до 825 складає 1,5814.

Температура вологих димових газів 1040.

Середня теплоємкість вологих димових газів від 0 до 1040 складає 1,518 .

Втрата тепла в навколишнє середовище за практичними даними 83740 на 100 природного газу, що піддають конверсії.

Позначу кількість природного газу який спалюють в печі за .

1 Рівняння теплового балансу трубчатої печі:

, (5.19)

де - фізичне тепло парогазової суміші на вході в піч, ;

- тепло, що виділяється при спалюванні природного газу, ;

- витрата тепла на реакції, ;

- фізичне тепло парогазової суміші на виході з печі, ;

- фізичне тепло димових газів на виході з печі, ;

- втрати тепла в навколишнє середовище, .

2 Фізичне тепло парогазової суміші на вході в піч:

, (5.20)

де - середня теплоємкість водяного пара від 0 до 525, ;

- об'єм водяного пара, що поступає в піч, ;

- температура парогазової суміші, ;

- об'єм змішаного газу, що йде на конверсію, ;

- середня теплоємкість сухого змішаного газу від 0 до 525, .

.

3 Визначаю нижчу теплотворну здатність 1 природного газу:

, (5.21)

де , , , , - об'ємний вміст вуглеводню в змішаному газі, %.

, , , , - теплотворна здатність відповідного вуглеводню, .

4 Тепло, що виділяється при спалюванні природного газу:

. (5.22)

5 Всього тепла приходить:

. (5.23)

6 Визначаю тепловий ефект реакції згідно з закону Гесса за формулою:

, (5.24)

де , , , - об'єм , , , на виході з трубчатої печі, ;

, , , , , , - об'єм відповідних газів на вході в трубчату піч, ;

,, , , , , , - теплоти утворення відповідних сполук, .

7 Визначаю фізичне тепло парогазової суміші на виході з печі:

, (5.25)

де - об'єм вологого газу на виході з печі, ;

- середня теплоємкість вологого газу на виході від 0 до 825, ;

- температура газу на виході з печі, .

.

8 Для визначення визначаю кількість і склад димових газів при спалюванні 1 природного газу до та .

Тоді теоретичні витрати на спалювання:

, (5.26)

де , , , , - об'єми вуглеводнів в 1 природного газу, .

.

Витрати повітря на спалювання при коефіцієнті надлишку повітря :

, (5.27)

де - вміст кисню в повітрі, %.

.

В тому числі:

;

;

.

При спалюванні вуглеводнів утворюється та :

, (5.28)

.

, (5.29)

.

Кількість та склад димових газів, що утворилися при спалюванні 1 природного газу при :

Компонент		% об.
	1,05	7,8
	0,52	3,89
	9,63	72,08
	0,12	0,9
	2,04	15,27
У	13,36	100

При спалюванні природного газу утворюється 13,36 димових газів:

, (5.30)

де - об'єм димових газів, ;

- середня теплоємкість вологих димових газів від 0 до 1040, ;

- температура димових газів на виході з печі, .

.

9 Втрати тепла в навколишнє середовище за практичними даними складають 83740 на 100 природного газу, що піддається конверсії.

, (5.31)

де - об'єм природного газу без АВС, що йде в піч, ;

- втрати тепла в навколишнє середовище за практичними даними, .

.

10 Загальні витрати тепла складають:

. (5.32)

11 Підставивши отримані дані зводжу тепловий баланс трубчатої печі за рівнянням (5.17):

,

звідки

Тепловий баланс зводжу в таблицю 5.3

Таблиця 5.3 - Тепловий баланс трубчатої печі

Надходження тепла	Кількість	Витрати тепла	Кількість
		%			%
З парогазовою сумішшю при 525	166776325,3	15,5	З парогазовою сумішшю на виході з печі при 825	309307009,2	28,75
Тепло згоряння природного газу	909099672,1	84,5	З димовими газами на виході з печі при 1040	515284030,1	47,89
-	-	-	Теплота реакцій при 0	218364670,6	20,3
-	-	-	Втрати в навколишнє середовище	32920287,5	3,06
У	1075875997	100		1075875997	100

З теплового балансу трубчатої печі видно, що тепло згоряння природного газу складає 84,5% від загального приходу тепла. Значна кількість тепла, виноситься димовими газами (47,89% від загальних витрат тепла) використовується в блоці тепловикористовуючій апаратурі, розміщеній за радіальній частині трубчатої печі. В цьому блоці гази охолоджуються від 1040 до 197 - 237.

6. Розрахунок основного і допоміжного обладнання

6.1 Розрахунок печі первинного риформінгу

1 Кількість тепла, що передається через стінки реакційних труб, на основі теплового балансу трубчастої печі складає:

, (6.1)

де - фізичне тепло парогазової суміші на вході в піч, ;

- витрата тепла на реакції, ;

- фізичне тепло парогазової суміші на виході з печі, .

2 Приймаю температуру стінок реакційних труб 950, а теплове навантаження в розрахунку на внутрішню поверхню труб 314000 , [4, с. 39].

Тоді необхідна поверхня нагріву реакційних труб складає:

, (6.2)

де - теплове навантаження, .

.

3 Приймаю реакційні труби з внутрішнім діаметром 71 мм, зовнішнім діаметром 114 мм (товщина стінки труб 21,5 мм) та довжиною 9,7 м. [4, с. 39].

Тоді необхідна кількість реакційних труб:

, (6.3)

де - внутрішній діаметр реакційної труби, ;

- довжина труби, .

шт.

Матеріал труб - жаростійка сталь Х25Н20С2. Приймаю трубчату піч з чотирьох реакційних камер по 133 труби в кожній камері.

4 Загальний об'єм каталізатора в трубах:

. (6.4)

.

5 Об'ємна швидкість в перерахунку на природний газ при нормальних умовах:

, (6.5)

де - об'єм природного газу, що йде на конверсію, .

.

6.2 Розрахунок поверхні теплообміну підігрівачів

Вихідні дані

Масові витрати димових газів - 407747,64 кг/год;

Початкова температура:

· Димових газів 1040;

· Парогазової суміші - 240;

· Пароповітряної суміші - 260;

· Живильної води - 100;

· Пари - 250;

· Паливного газу - 70.

Кінцева температура:

· Пароповітряної суміші - 550;

· Живильної води - 370;

· Парогазової суміші - 525;

· Пари високого тиску - 490;

· Паливного газу - 200.

Склад і теплоємкість димових газів (1040).

Компонент
% мас.	12,34	4,43	72,14	1,26	9,83
Ср кДж/моль •	47,65	32,89	31,15	35,51	37,56

Склад парогазової суміші заношу в таблицю 6.1

Таблиця 6.1 - Склад парогазової суміші

Компонент	Парогазова суміш% мас.
	0,04
	18,51
	1,18
	0,63
	0,23
	0,1
	0,52
	1,94
	0,02
	77,04

Теплоємкість парогагзавої суміші при 525 заношу до таблиці 6.2 [6].

Таблиця 6.2 - Теплоємкість парогагзавої суміші при 525

Компонент	Ср кДж/моль •
	42,32
	49,82
	77,54
	112,32
	145,59
	179,03
	29,22
	29,98
	33,88
	34,63

Температури охолодження димових газів зводжу в таблицю 6.3

Таблиця 6.3 - Температури охолодження димових

1040	860	710	410	300	210

Критерій Прандля розраховую за формулою:

, (6.6)

де - питома теплоємкість потоку, Дж/кг•К;

- динамічний коефіцієнт в'язкості, Па•с;

- коефіцієнт теплопровідності, Вт/м•К.

Критерій Нусельта розраховую за формулою:

, (6.7)

де - критерій Рейнольдса.

Коефіцієнт теплопровідності розраховую за формулою:

, (6.8)

де - зовнішній діаметр змійовика, м.

Термічний опір стінки змійовика і забруднень розраховую за формулою:

, (6.9)

де , - теплова провідність забрудненої стінки, Вт/м²•К;

- товщина стінки змійовика, м;

- коефіцієнт теплопровідності матеріалу змійовика, Вт/м•К.

Коефіцієнт теплопередачі розраховую за формулою:

. (6.10)

Поверхня теплообміну підігрівача розраховую за формулою:

, (6.11)

де - середня різниця температур, К.

- теплове навантаження на стінки підігрівача, Вт.

Розрахунок поверхні теплообміну підігрівача парогазової суміші

Розраховую теплоємкість димових газів при температурі 1040:

, (6.12)

де , , , , - склад димових газів;

, , , , - молярна теплоємкість теплоємкість, кДж/моль •

Приймаю режим руху димових газів і пароповітряної суміші турбулентний, тоді .

Приймаю коефіцієнти теплопровідності і динамічний коефіцієнт в'язкості для димових газів при температурі 1040: , , для парогазової суміші при температурі 525: , .

Змійовик виготовлений із стальних труб діаметром 139,7Ч8 мм і коефіцієнтом теплопровідності . [7]

Розраховую критерій Прандля для димових газів при температурі 1040 і парогазової суміші при 525 за формулою (6.6):

;

.

Розраховую критерій Нусельда для димових газів при 1040 і для парогазової суміші при 525 за формулою (6.7):

;

.

Розраховую теплопровідність для димових газів при 1040 і для парогазової суміш при 525 розраховую за формулою (6.8):

;

.

Розраховуємо термічний опір стінки підігрівача димових газів і парогазової суміші за формулою (6.9):

.

Розраховую коефіцієнт теплопередачі за формулою (6.10):

Розраховую середню різницю температур:

Тоді:

, (6.13)

де , - різниця більшої і меншої температури, .

К.

Розраховую теплове навантаження димових газів та парогазової суміші:

, (6.14)

де - масові витрати димових газів, кг/год;

- теплоємкість димових газів, ;

- різниця температур початкової і кінцевої, .

Вт.

Розраховую поверхню теплообміну за формулою (6.11):

.

Розрахунок поверхні теплообміну підігрівача пароповітряної суміші

Приймаю режим руху димових газів і пароповітряної суміші турбулентний, тоді .

Приймаю коефіцієнти теплопровідності і динамічний коефіцієнт в'язкості для димових газів при температурі 860: , , для парогазової суміші при температурі 550: , .

Приймаю теплоємкість пароповітряної суміші 1,46 кДж/кг•К. [7]

Змійовик виготовлений із стальних труб діаметром 139Ч5 мм і коефіцієнтом теплопровідності . [7]

Розраховую критерій Прандля для димових газів при температурі 860 і пароповітряної суміші при 550 за формулою (6.6):

;

.

Розраховую критерій Нусельда для димових газів при 860 і для пароповітряної суміші при 550 за формулою (6.7):

;

.

Розраховую теплопровідність для димових газів при 860 і для пароповітряної суміш при 550 розраховую за формулою (6.8):

;

.

Розраховуємо термічний опір стінки підігрівача димових газів і пароповітряної суміші за формулою (6.9):

.

Розраховую коефіцієнт теплопередачі за формулою (6.10):

Розраховую середню різницю температур:

Тоді за формулою (6.13) розраховую середню різницю температур:

К.

Розраховую теплове навантаження димових газів та пароповітряної суміші розраховую за формулою (6.14):

Вт.

Розраховую поверхню теплообміну за формулою (6.11):

.

Розрахунок поверхні теплообміну пароперегрівача

Приймаю режим руху димових газів і парової суміші турбулентний, тоді .

Приймаю коефіцієнти теплопровідності і динамічний коефіцієнт в'язкості для димових газів при температурі 710: , , для парової суміші при температурі 490: , .

Приймаю теплоємкість пари суміші 1,283 кДж/кг•К. [7]

Змійовик виготовлений із стальних труб діаметром 89Ч5 мм і коефіцієнтом теплопровідності . [7]

Розраховую критерій Прандля для димових газів при температурі 710 і парової суміші при 490 за формулою (6.6):

;

.

Розраховую критерій Нусельда для димових газів при 710 і для парової суміші при 490 за формулою (6.7):

;

.

Розраховую теплопровідність для димових газів при 710 і для парової суміш при 490 розраховую за формулою (6.8):

;

.

Розраховуємо термічний опір стінки підігрівача димових газів і парової суміші за формулою (6.9):

.

Розраховую коефіцієнт теплопередачі за формулою (6.10):

Розраховую середню різницю температур:

Тоді за формулою (6.13) розраховую середню різницю температур:

К.

Розраховую теплове навантаження димових газів та парової суміші розраховую за формулою (6.14):

Вт.

Розраховую поверхню теплообміну за формулою (6.11):

.

Розрахунок поверхні теплообміну підігрівача живильної води

Приймаю режим руху димових газів і парової суміші турбулентний, тоді .

Приймаю коефіцієнти теплопровідності і динамічний коефіцієнт в'язкості для димових газів при температурі 410: , , для живильної води при температурі 370: , .

Приймаю теплоємкість живильної води 2,04 кДж/кг•К. [7]

Змійовик виготовлений із стальних труб діаметром 102Ч8 мм і коефіцієнтом теплопровідності . [7]

Розраховую критерій Прандля для димових газів при температурі 410 і живильної води при 370 за формулою (6.6):

;

.

Розраховую критерій Нусельда для димових газів при 410 і для живильної води при 370 за формулою (6.7):

;

.

Розраховую теплопровідність для димових газів при 410 і для живильної води при 370 розраховую за формулою (6.8):

;

.

Розраховуємо термічний опір стінки підігрівача димових газів і живильної води за формулою (6.9):

.

Розраховую коефіцієнт теплопередачі за формулою (6.10):

Розраховую середню різницю температур:

Тоді за формулою (6.13) розраховую середню різницю температур:

К.

Розраховую теплове навантаження димових газів та живильної води розраховую за формулою (6.14):

Вт.

Розраховую поверхню теплообміну за формулою (6.11):

.

Розрахунок поверхні теплообміну підігрівача паливного газу

Приймаю режим руху димових газів і парової суміші турбулентний, тоді .

Приймаю коефіцієнти теплопровідності і динамічний коефіцієнт в'язкості для димових газів при температурі 300: , , для паливного газу при температурі 200: , .

Приймаю теплоємкість паливного газу 1,87 кДж/кг•К. [7]

Змійовик виготовлений із стальних труб діаметром 140Ч7 мм і коефіцієнтом теплопровідності . [7]

Розраховую критерій Прандля для димових газів при температурі 410 і паливного газу при 370 за формулою (6.6):

;

.

Розраховую критерій Нусельда для димових газів при 410 і для паливного газу при 370 за формулою (6.7):

;

.

Розраховую теплопровідність для димових газів при 410 і для паливного газу при 370 розраховую за формулою (6.8):

;

.

Розраховуємо термічний опір стінки підігрівача димових газів і паливного газу за формулою (6.9):

.

Розраховую коефіцієнт теплопередачі за формулою (6.10):

Розраховую середню різницю температур:

Тоді за формулою (6.13) розраховую середню різницю температур:

К.

Розраховую теплове навантаження димових газів та паливного газу розраховую за формулою (6.14):

Вт.

Розраховую поверхню теплообміну за формулою (6.11):

.

7. Екологічна безпека виробництва

7.1 Характеристика газових, рідких та твердих викидів, їх утилізація

Таблиця 10.1 Щорічні норми утворення відходів виробництва даються на 1 тону аміаку.

Назва відходів	Кількість, м3/год	Розрахунок кількості на 1т NH3	Технічна характеристика (склад)	Ступінь використання
1. Каталізатор реактору гідрування	26,418	0,019	Al-CO-Mo ТУ 38-101194-72	Періодичність вивантаження 1 раз на рік
2. Каталізатор реакторів сірко - очистки	118 т	0,131	ГИАП-10-А	Періодичність вивантаження 2 рази на рік кожним апаратом
3. Каталізатор печі	19,95т (20 м3)	0,011 кг	Ni ГИАП-16 марки А ТУ 26-03-352-73	Періодичність 1 раз в 4 роки
	1,134т (0,8 м3)	0,00033	Ni ГИАП-3-6 Ni К-20, ТУ 6-03-313-71	Періодичність 1 раз в 4 роки
4. Каталізатор реактора вториного ряду	8,105т (6,5 м3)	0,145	Cr ГИАП-14-С-15 СТП-1-36-74	Періодичність 1 раз в 4 роки
	47,88т (32 м3)	0,026	Ni ГИАП-3-6-4 К-15 ТУ-6-03-313-71	Періодичність 1 раз в 4 роки
5. Каталізатор реактора високотемпературного конвектора СО	128,63т 80,6м3	0,071	ТУ 6-03-317-72	Періодичність розвантаження 1 на рік
6. Каталізатор реактора низькотемпературного конвектора	122,36т70,1м3	0,136	Zn, Cu НТК-4 ТУ 6-03-399-75	Періодичність розвантаження 1 на рік
7. Каталізатор реактору метанування	21,51	0,0119	Ni С-13-4	Періодичність 1 раз в 4 роки
	45,38 т	0,02	Ni на Al основі НКМ марка А, ТУ6-03-318-72	1 раз в 5 років
8. Каталізатор реактору синтезу	104,88т	0,074	Fe, марка СА18 гранульований	1 раз на 3 роки

Основними відходами виробництва наведеними у таблиці 10.1 є частинки каталізаторів різних стадій виробництва. Тобто фактично це є не що інше як пил. Тому як основні методи боротьби с запиленістю робочої зони у цьому випадку можна застосувати як сухе очищення газоповітряної суміші в циклонах, мокре очищення відходящих газів в циклонах, а також осадження частинок пилу за рахунок зволоження газу в скруберах чи очищення барботуванням газу через шар рідини. Як видно із таблиці переважною домішкою у стічних водах є аміак. Як відомо аміак добре розчиняється у воді. Тобто для його виділення необхідно застосувати дії які визвуть його десорбцію. Такими діями можуть бути нагрівання, зменшення парціального тиску парів над водою, аерування (пропускання через воду повітря), або розпилювання рідини.

Висновки

В результаті виконання курсового проекту було проведено розрахунки матеріального та теплового балансів шахтного реактору які дозволяють обрати оптимальні температурні і динамічні режими в схемі виробництва аміаку продуктивністю 1450т/добу.

Відповідно до розрахунку матеріального балансу надходження природного газу в трубчату піч складає 38004,18 після реактору реформований газ містить 0,3% метану, на виході з реактору об'єм газу складає 255804,21.

На основі матеріального балансу був розрахований тепловий баланс шахтного реактора. Відповідно балансу загальний прихід тепла складає 383292695,4кДж/год, з яких 26,8% приходить за рахунок теплоти реакції 102714486,3/год, з повітрям 7,43%, з реформованим газом 65,77%. Основні витрати тепла - це витрати з реформованим газом (99,37% від загальних витрат). Тепло реформованого газу використовують для утворення пари високого тиску (10,55МПа) з живильної води.

Курсовий проект містить креслення технологічної схеми синтезу аміака стадії конверсії метану другої ступені, креслення головного апарату (шахтного реактора) та деталювання.

Перелік посилань

1 Ведерников М.И. Производство аммиака из природного газа. Киев, Техника, 1970. - 230 с.

2 Ганс С.Н. Синтез аммиака: учеб. пособ. - К.: Выща школа, 1983. - 280 с.

3 Атрощенко В.И., Алексеев А.М., Засорин А.П. и др., Технология связанного азота. - К.: Вища школа, 1985. - 327 с.

4 Атрощенко В.И., Конвисар В.И., Гельперин И.И. и др., Методы расчетов по технологии связанного азота. - К.: Вища школа, 1978. - 312 с.

5 Регламент цеху А-5 ВАТ «Азот» за ред. від 20.02.2002 року.

6 Краткий справочник физико-химических величин. Изд. 8-е перераб. / Под. Ред А.А. Равделен и А.М. Панамаревой. - Л.: Химия, 1983. - 232 с.

7 Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.Л.; Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов в химической технологии. - Л.: Химия, 1987.-576 с.

8 Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2 ? е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. ? 496 с

9 ДСТУ 3008 - 95 Вимоги до звітів з науково дослідної роботи.

10 Методичні вказівки до оформлення дипломних, курсових проектів і робіт для студентів хіміко-технологічних спеціальностей /Укл.: В.М. Головченко, Є. В. Мислюк, А.В. Громико, Г.С. Столяренко. - Черкиси% ЧІТІ, 2000. - 32 с.

11 Методичні вказівки до проходження переддипломної практики для студентів спеціальності 7.091602 «Хімічна технологія неорганічних речовин»/Укл. Є. В. Мислюк, Н.М. Фоміна, Г.С. Столяренко, А.В. Громико, - Черкаси ЧДТУ, 2005. - 19 с.

12 Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1971. - 784 с.

13 Справочник химика. Т. ІІІ. М.: Химия, 1966. - 1074 с.

14 Пат. СССР №359839, Кл. С 01 G 11/28, 1967.

15 Авт. св. СССР №783148, Кл. С 01 В 2/16, 1986.

16 Пат. США №3706536, Кл. С 01 В 3/38, бюл. изобретен 1972.

17 Пат. США №4693882, Кл. С 01 В 3/40, 1988.

18 Пат. США №3442613, Кл. С 01 В 23/199, 1977.

19 Европейский патент №0106076, Кл. С 01 В 3/98, 1983.

20 Пат. США №3442613, Кл. В 01 J 8/99, 1977.

21 Авт. св. СССР №4440978/23-26 В.В. Харламов, Б.М. Гусев и др. Кл.С 01 В 3/38, 1988.

Размещено на Allbest.ru