Линия подготовки природного газа в составе производства аммиака

Предложена линия подготовки природного газа в составе производства аммиака, включающее узлы дросселирования и распределительный элемент газового потока. Она предусматривает дросселирование газа давлением 5,5-7,0 МПа с использованием двух дросселирующих устройств, на первом до 3,5-4,5 МПа с последующим распределением газового потока в соотношении (75-55):(45-25), а на втором 25-45% газа, полученного на первом дросселирующем узле, редуцируют до давления 0,8-1,2 МПа.

Достигаемый технический результат - перевод агрегатов аммиака на природный газ с давлением более 5,5 МПа.

Предлагаемое техническое устройство относится к установкам подготовки природного газа в производстве аммиака, применяемым на крупнотоннажных агрегатах и может быть использовано в химической, нефтехимической, газовой и смежных отраслях промышленности.

Известна установка подготовки природного газа для производства аммиака, описанная в [Справочник азотчика. Изд. 2-е. переработанное. М.: Химия. 1986-512 с.]. Она включает рекуперативный теплообменник подогрева природного газа, компрессор для его сжатия до давления 4,5-4,9 МПа, сепаратор отделения газового конденсата и огневой подогреватель системы гидро - и сероочистки. К ее недостаткам относятся большие потери энергии при компремировании природного газа до давления 4,5-4,9 МПа и необходимость парового подогрева газа в вышеописанном рекуперативном теплообменнике.

Известна [RU 2117520. кл. В01D 53/00, С07С 27/26, С07С 29/92] линия подготовки природного газа в производстве метанола, включающая узел распределения газа с давлением 30-45 атм на два потока в соотношении (75-85):(25-15), компрессор, рекуперативный теплообменник и дросселирующее устройство, причем первый газовый поток направляется на нагревание в трубное пространство рекуперативного теплообменника, а второй после дросселирования используется в качестве топливного газа. Применение данного технического устройства в производстве аммиака сопряжено со следующими трудностями:

а) количество газа, отбираемого в качестве топлива, не обеспечивает заданного теплового баланса процесса производства аммиака;

б) этого количества недостаточно для оптимизации условий проведения кинетических реакций и фазовых превращений в процессе производства аммиака.

Прототипом предлагаемой полезной модели является устройство подготовки природного газа, описанное авторами [RU 2175950, кл. С01С 1/04, С01В 3/24]. Оно включает линию подачи газа, дроссель, фильтр и рекуперативный теплообменник. Согласно прототипа дросселированию подвергают 30-45% природного газа под давлением 3,8-5,0 МПа с целью последующего получения тепла путем сжигания, а остальную часть природного газа после фильтрации подают непосредственно на нагревание отходящими газами в рекуперативный теплообменник и далее в технологию производства аммиака.

Практическая реализация данного технического решения затруднена из-за того, что давление природного газа в магистральных трубопроводах сегодня увеличено до 5,5-7,0 МПа., что существенно превышает давление газа, подаваемого в процесс риформинга агрегатов аммиака. Это значит, что газ указанных параметров не может быть использован для прямой подачи в производство без предварительного редуцирования, как это предусмотрено в известном техническом решении.

Технической задачей полезной модели является усовершенствование технологической линии подготовки природного газа для процесса риформинга, позволяющей использовать газ с магистральных трубопроводов давлением более 5,5 МПа.

Поставленная задача достигается тем, что природный газ с магистрального трубопровода, поступающий на производстве аммиака, дросселируется через два устройства, на первом до давления 3,5-4,5 МПа, на втором только часть его в количестве 25-45% - до 0,4-1,2 МПа.

Сущностью предлагаемой полезной модели является линия подготовки природного газа в составе производства аммиака, включающая узлы дросселирования и распределительный элемент, отличающаяся тем, что последовательное дросселирование газа давлением 5,5-7,0 МПа проводят с использованием двух дросселирующих устройств, разделенных распределительным элементом газового потока, на первом до 3,5-4,5 МПа, а на втором часть этого газа в количестве 25-45% дросселируют до давления 0,4-1,2 МПа.

Предлагаемая полезная модель может быть реализована по схеме, представленной на фиг.1.

Пример.

Природный газ из магистрального трубопровода 1 под высоким (5,5-7,0 МПа) давлением подается на аммиачный агрегат. С использованием дросселирующего устройства 2 (1-ый этап) его давление снижается до 3,5-4,5 МПа, после чего газовый поток делится на два в объемном соотношении (75-55):(45-25) с помощью распределительного элемента 3. Меньшая часть направляется на второе по ходу дросселирующее устройство 4 (2-ой этап) для снижения давления газа до 0,4-1,2 МПа, который используется для производства топлива. Остальная часть природного газа после очистки от твердых механических примесей в аппарате 5 подается в блок рекуперативных теплообменников 6, где нагревается до требуемой температуры за счет тепла отходящих дымовых газов и направляется затем на узел гидрирования и сероочистки 8 либо в огневой подогреватель 7 при необходимости дополнительного подогрева до 350-400°С.

Для практической реализации предлагаемого устройства подготовки природного газа не требуются большие финансовые затраты. Вместе с тем его использование позволяет перевести отечественные аммиачные агрегаты на газ с давлением свыше 5,5 МПа и повысить безопасность эксплуатации крупнотоннажных установок.

Линия подготовки природного газа в составе производства аммиака, включающая узлы дросселирования и распределительный элемент, отличающаяся тем, что последовательное дросселирование газа давлением 5,5-7,0 МПа проводят с использованием двух дросселирующих устройств, разделенных распределительным элементом газового потока, на первом до 3,5-4,5 МПа, а на втором часть этого газа в количестве 25-45% дросселируют до давления 0,4-1,2 МПа.