Cтраница 3
При наличии предварительного охлаждения продукты разделения выходят из установки при весьма низкой температуре, при одноступенчатой аммиачной машине от - 20 до - 25 С, при двухступенчатой машине от - 40 до - 45 С. Холод обратных потоков используется для предварительного охлаждения воздуха до поступления его в аммиачные теплообменники. В предварительных теплообменниках воздух должен охлаждаться до 0 С, но не ниже, так как в противном случае теплообменник может забиться льдом. [31]
![]() |
Разделительный аппарат коксового газа. [32] |
Богатый газ получается при смешении СО иСН4, отделенных от газа в разделительных аппаратах при температуре ниже - 180 С. Далее газ направляется в переключающиеся теплообменники 11 и охлаждается здесь холодной азотноводородной смесью; затем поступает в аммиачные теплообменники 12, где охлаждается - до - 45 С. С этой температурой коксовый газ поступает в межтрубное пространство теплообменника 15 ( 1) теплой ветви и охлаждается до - 100 С азотноводородной смесью и метановой фракцией. При этой температуре конденсируется пропиленовая фракция. Далее газ поступает в теплообменник 16 ( 2) холодной ветви, охлаждается здесь до - 145 С азотноводородной смесью, метановой и окись-углеродной фракциями, вследствие чего из газа конденсируется этиленовая фракция. Отсюда газ поступает в добавочный теплообменник 18 ( 4) и охлаждается до - 180 С азотноводородной смесью, метановой и окись-углеродной фракциями. При этой температуре конденсируются все углеводороды и частично метан. [33]
Для теплообменников, работающих при низкой температуре, применяются цельнотянутые трубки из красной меди. Обечайки таких теплообменников изготовляются из листовой латуни или красной меди. Для аммиачных теплообменников применяют только сталь, так как аммиак разрушает цветные металлы. Из углеродистой стали изготовляются также теплообменники, работающие при положительной температуре и не соприкасающиеся с чистым кислородом. Как известно, кислород, содержащий влагу, вызывает сильную коррозию обычной стали. Кроме того, эта сталь при низкой температуре теряет свою пластичность л становится очень хрупкой. [34]
Аммиачные теплообменники, как и фракционные теплообменники / /, работают периодически, в связи с тем, что в работающем теплообменнике из-за отложения льда на трубках постепенно повышается сопротивление и теплообменник приходится периодически ( через каждые 8 ч) переключать на отогрев. Для обеспечения непрерывной работы агрегата разделения коксового газа устанавливают два аммиачных теплообменника, из которых один работает, а другой находится а размораживании. Отогрев аммиачных теплообменников, в отличие от фракционных, производится горячим аммиаком, поступающим из второй ступени аммиачных компрессоров при температуре 120 С и избыточном давлении 10 ат. [35]
В установках среднего давления может оказаться целесообразным сочетание детандера с предварительным аммиачным охлаждением. Получаемые при этом преимущества состоят не столько в уменьшении расхода энергии, сколько в значительном сокращении размеров теплообменников для вымораживания влаги. После аммиачных теплообменников в последнее время устанавливают адсорберы, в которых удаляют остатки влаги из воздуха. Это позволяет отказаться от дублирования основных теплообменников и удлинить срок работы установки до отогрева. [36]
Часть азота среднего давления по выходе из переохладителя 14 дросселируется до давления 1 3 ат и поступает сначала в межтрубное пространство переохладителя конвертированного газа 13 и затем - переохладителя азота 12, где, как сказано выше, охлаждает конвертированный газ и промывной азот до - 190 С. Испарившийся азот низкого давления из переохладителя азота среднего давления 12 последовательно проходит теплообменники конвертированного газа 6 и 5 и предаммиачные теплообменники /, где отдает свой холод вновь поступающему газу и нагревается соответственно до - 153, - 145 и 20 С. Азот выходит из аммиачных теплообменников при температуре 20 С и снова направляется через компрессор 20 в цикл азота. [37]
Пуск начинают с охлаждения теплообменников, нижней колонны, азотных регенераторов и изоляции блока разделения воздуха высокого давления. Для ускорения пуска поток этого воздуха должен быть максимальным. Предварительно пускают аммиачную установку и охлаждают аммиачные теплообменники. Очищенный от СО2 в скрубберах воздух высокого давления подается в блок разделения через предварительный и аммиачный теплообменники; в аммиачном теплообменнике влага воздуха вымерзает. Затем через воздушный дроссельный вентиль охлажденный воздух под избыточным давлением 4 5 - 5 кгс / см2 поступает в нижнюю колонну, откуда через конденсатор и отделитель жидкости направляется в турбодетандер. Часть воздуха высокого давления после дроссельного вентиля отбирается через пусковой обводной вентиль и также через отделитель жидкости подается в турбодетандер, минуя нижнюю колонну. Воздух, расширившийся до 0 2 - 0 3 кгс / см2 и охлажденный в турбодетан-дере, отводится в атмосферу частично через аммиачный и воздушный теплообменники, а частично через азотные регенераторы. [38]
Пуск начинают с охлаждения теплообменников, нижней колонны, азотных регенераторов и изоляции блока разделения воздуха высокого давления. Для ускорения пуска поток этого воздуха должен быть максимальным. Предварительно пускают аммиачную установку и охлаждают аммиачные теплообменники. Очищенный от СО2 в скрубберах воздух высокого давления подается в блок разделения через предварительный и аммиачный теплообменники; в аммиачном теплообменнике влага воздуха вымерзает. Затем через воздушный дроссельный вентиль охлажденный воздух под избыточным давлением 4 5 - 5 кгс / см 2 поступает в нижнюю колонну, откуда через конденсатор и отделитель жидкости направляется в турбодетандер. Часть воздуха высокого давления после дроссельного вентиля отбирается через пусковой обводной вентиль и также через отделитель жидкости подается в турбодетандер, минуя нижнюю колонну. Воздух, расширившийся до 0 2 - 0 3 кгс / см2 и охлажденный в турбодетан-дере, отводится в атмосферу частично через аммиачный и воздушный теплообменники, а частично через азотные регенераторы. [39]
Газообразный азот с молярной долей 99 998 % N2, получаемый на воздухоразделительной установке, сжимается до давления 2 6 - 2 8 МПа, Зачтем для получения азотоводороднои смеси стехиометрического состава ( 75 % Н2 и 25 % N2) часть азота отбирается и дозируется в азотово-дородную смесь, выходящую из агрегата очистки конвертированного газа. Остальное количество азота сжимается до 19 6 МПа и, пройдя масляные фильтры высокого давления, поступает в блок предварительного охлаждения азота. Сначала азот высокого давления охлаждается до 248 - 255 К в одном из двух попеременно работающих предаммиачных теплообменников 16, а затем охлаждается до 228 - 235 К в одном из аммиачных теплообменников 15 жидким аммиаком, кипящим при температуре 223 К. Одновременно с охлаждением азота в этих теплообменниках производится его осушка. Содержащиеся в азоте влага и масло вымерзают в трубках теплообменника, которые по мере забивки их льдом переключаются. Сухой и очищенный от масла азот при температуре 228 - 235 К затем поступает в криогенный блок. Пройдя по трубкам теплообменника 11, поток азота охлаждается до 85 - 93 К и затем дросселируется до давления 2 6 - 2 8 МПа. При этом давлении азот подается в змеевик, находящийся в межтрубном пространстве конденсатора-испарителя 8, в котором он охлаждается кипящей окисьуглеродной фракцией до 83 - 84 К и сжижается. [40]
Воздух в количестве около 20 000 нма / ч после сжатия в турбокомпрессоре до давления 5 - 5 5 ати разделяется на два потока. Небольшая часть воздуха ( 800 - 1200 нм3 / ч) поступает в скрубберы, очищается от двуокиси углерода и идет вч поршневой компрессор /, где сжимается до давления 160 - 180 ати. Сжатый воздух поступает в блок предварительного охлаждения 9, где охлаждается до температуры 3 - 5 С отбросным азотом в предаммиачном теплообменнике. После этого воздух попадает во влагоотделитель, в котором отделяется сконденсировавшаяся влага, и затем он поступает в один из попеременно работающих аммиачных теплообменников. В аммиачном теплообменнике происходит охлаждение воздуха до - 45 С. При этом из воздуха вымораживается основная часть имеющейся в нем влаги. Из аммиачного теплообменника воздух высокого давления последовательно проходит один из азотных теплообменников 10 и детандерный теплообменник 18, где подвергается дополнительному охлаждению азотом. Затем воздух дросселируется в нижнюю ректификационную колонну. Азот, образующийся в результате процесса ректификации в нижней колонне, сжижается за счет испарения кислорода в основном и выносном конденсаторах. Сжиженный азот из выносного конденсатора и из карманов основного конденсатора поступает в переохладитель жидкого азота 21, где переохлаждается отходящим из верхней колонны газообразным азотом, и дросселируется в мерник жидкого азота, находящийся в верхней части верхней ректификационной колонны. [41]
Одновременно с охлаждением газовой смеси производится ее осушка, и содержащаяся в газе влага вымораживается на наружной поверхности трубок теплообменника. Когда сопротивление межтрубного пространства превысит допустимый предел вследствие отложения значительного количества льда и снега, теплообменники переключают. По мере оттаивания межтрубного пространства теплообменника, поставленного на отогрев, влага стекает вниз и выводится во влагоотделитель 2, откуда периодически сдувается. Дальнейшее охлаждение конвертированного газа до температуры 233 - 230 К производится в переключающихся аммиачных теплообменниках 3, в трубках которых кипит жидкий аммиак при температуре 225 - 228 К. По мере забивки межтрубного пространства одного из аммиачных теплообменников льдом он ставится на отогрев и в его трубное пространство подается газообразный аммиак, отбираемый после второй ступени аммиачного компрессора при температуре 393 - 398 К. [42]