Az önce bir makale topladım, lütfen göz atın

Thread Content

Özet: Sentetik amonyak, basınç salınımlı adsorpsiyon yoluyla hidrojen ekstraksiyonu temelinde üretilir ve basınç salınımlı adsorpsiyon PSA kuyruk gazının geri kazanım planı optimize edilir. Gaz üretmek için desorpsiyon gazı ve kok fırını gazı karıştırılır ve ikili gaz kaynaklarından sıvı amonyak üretme amacına ulaşmak için PSA paralel olarak beslenir. Tüm sürecin güçlü ve zayıf yönleri analiz edilir. anahtar kelimeler: Kok fırını gazı Sıvı amonyağın PSA desorpsiyon gazı geri kazanımı Giriş Metanol temizleme gazı hidrojen ekstraksiyon cihazı, büyük miktarda desorpsiyon gazı üretirken yüksek saflıkta hidrojen üretir. Desorpsiyon gazı, metanol temizleme gazının yaklaşık %30 ila %35'ini oluşturur. Desorpsiyon gazının bileşenleri CH4 (%11,09), H2 (%24,11), C0 (%8,93), N2 (%40,98) ve C02 (%14,89)'dir. Doğrudan atmosfere atılması halinde enerji israfına neden olacağı gibi çevre kirliliğine de yol açacağından geri dönüşüm yapılması gerekmektedir. 1. Mevcut ekipmanın analizi 1.1 Ekipman üretim kapasitesi analizi Amonyak sentez ünitesinin tasarım kapasitesi 100kt/yıl'dır. Ham gazı, parktaki iki set 100 kt/a metanol ünitesi tarafından sağlanır ve nitrojen, metanol ünitesinin hava ayrımıyla sağlanır. Her metanol ünitesi saatte 12.000~14.000Nm3/saat metanol temizleme gazı sağlar, iki set 24.000~28.000Nm3/saat metanol temizleme gazı sağlayabilir ve saatte 15.600~18.200Nm3/saatte saf hidrojen elde edilebilir. Parktaki yeni kaprolaktam üretim ünitesi nedeniyle PSA, hidrojen tedariki, ham benzen rafinasyonu için hidrojen tedariki, benzenin siklohekzan ve hidrojen peroksite hidrojenlenmesi için saatte 14.000 Nm3/saat gerektiren görevleri üstlenecek. Dengeleme sonrasında amonyak sentezi için yalnızca 1600~4200 Nm3/h hidrojen mevcuttur. Amonyak sentez cihazı kaprolaktamın üretim ihtiyacını karşılayamayacaktır. Kok fırını gazı ve PSA desorpsiyon gazı karışımını kullanarak hidrojen nitrojen üretmek için yeni bir cihazın yapılması gerekiyor. 1.2 Orijinal prosese giriş: Metanol ünitesinden gelen metanol temizleme gazı, yüksek saflıkta hidrojen elde etmek için PSA prosesi yoluyla saflaştırılır. Hava ayırma ünitesinden gelen basınçlı nitrojen ile birleştirilir ve daha sonra CO ve CO2'yi CH4'e dönüştürmek için metanasyon ünitesine girer. Basınçlandırıldıktan sonra sentez işlemine gönderilir. Bkz. Şekil 1. Şekil 1. Orijinal amonyak sentezi işleminin basitleştirilmiş akış şeması. Ek olarak, PSA ünitesinin desorbe ettiği gazın orijinal geri kazanım planı, onu yanma için kok fırını karbonizasyon odasına geri dönüştürmekti. Ancak büyük basınç dalgalanmaları nedeniyle yanma geri çekildi ve yanma için doğrudan torç içine boşaltıldı, bu da kaynakların israfına yol açtı. 2. Dönüşüm sonrası ekipmanın analizi 2.1 Dönüşüm sonrası üretim kapasitesinin analizi Yeni eklenen gaz üretim ekipmanı şu anda iyi çalışmaktadır. Kok fırını gazının normal hava girişi 17.500 Nm3/saattir, arıtılmış gaz senteze yaklaşık 26.000 Nm3/saatte gönderilir ve amonyak konsantrasyonu yaklaşık 9 ton/saattir. Orijinal süreçle eşleştirildiğinde tam üretim hedefine ulaşılır. 2.2 Proses tanıtımı: Kok fırını gazı ve PSA artık gazı gaz kabinine girer ve ince kükürt giderme prosesine girmeden önce kok fırını gazı/saflaştırılmış gaz kombine kompresörü tarafından basınçlandırılır. Kok fırını gazındaki kükürt, demir-molibden hidrojenasyon dönüşümü ve çinko oksit kükürt giderici yoluyla uzaklaştırılır. İşlem buharı, su-karbon oranı gereksinimlerine göre ısı değişim dönüştürücüsüne eklenir ve işlem gereksinimlerine göre oksijen açısından zengin hava eklenir ve ardından dönüşüm reaksiyonunu tamamlamak için iki aşamalı dönüştürücüye girer. Isı geri kazanımından sonra, yüksek sıcaklıktaki dönüşüm gazı, ham gazı ve proses yoğunlaşmasını ön ısıtmaya tabi tutar ve ardından karbon monoksitin orta-düşük sıcaklıktaki değişim reaksiyonuna girer. Karbon monoksit hedef içerisinde kontrol edilir ve dekarbonizasyon için MEDA'ya girer. Dekarbonizasyon, kok fırını gazı/saflaştırılmış gaz kombine kompresörünün arıtma gazı bölümü tarafından basınçlandırılır ve metanasyon prosesine gönderilir. PSA'dan gelen hidrojen ile birleştirilir ve sentez işlemine girmeden önce metanasyon fırını ve sentez gazı kombine kompresörü tarafından sıkıştırılır. Bkz. Şekil 2. Figür. 2 Amonyak sentezi ünitesinin mevcut prosesi 2.3 Dönüşüm prosesinin başlatılması sırasında keşfedilen problemler 1. Ünitenin yan ürünü olan karbondioksit (yaklaşık 4000Nm3/saat) doğrudan havalandırılır, bu da kaynak israfıdır. Artık basınçlı ekipman eklenerek karbon takviyesi için metanole gönderilmesi planlanıyor, kalan karbondioksitin ise kuru buz olarak kullanılmak üzere hazırlanması planlanıyor. 2. Mevcut başlatma işlemi indeks kontrolü ve termal dengenin analizine dayanarak, cihaza oksijen zenginleştirmesinin eklenmesi henüz gösterilmemiştir. Bu aşamada, oksijen zenginleştirme ilavesi yalnızca PSA tarafından sağlanan hidrojen miktarı küçük olduğunda saf oksijen eklendiğinde kullanılır; bu da orijinal tasarımdan büyük ölçüde sapmaktadır. ； Sıvı oksijen pompası, frekans dönüşümü eklenmeden tasarlandı. Sıvı oksijen kullanıldığında fazla sıvı oksijen doğrudan sahaya boşaltılır ve bu büyük bir israftır. 3. Dekarbürizasyon sistemi temizlikten sonra uzun süre çalıştırılmadığından, üretime alınmadan önce birçok kez yıkanmasına rağmen besleme sonrasında sistem çözeltisinde hala katı yabancı maddeler vardır ve çözelti pompasının zaman zaman temizlenmesi gerekir. ； Dekarbürizasyon sistemindeki bazı soğutucular, tıkanmaya yatkın ve sık sık temizlenmesi gereken plakalı ısı eşanjörleri kullanır. 4. Yeni eklenen sistemin ısıtma fırını üç ısıtma fırını ve bir bacadan oluşmakta olup, bu durum çalıştırma sırasında güvensiz ve çalışması elverişsizdir. 5. Proses yoğuşma suyu sıyırma prosesi ve proses bir araya getirilerek, cihaz başlangıçta ısınmaya başlatıldığında prosesin tersine çevrilmesi gibi büyük bir iş yükü ortaya çıkar. 6. Tasarım muhafazakardır. Bazı ekipman tasarımları daha küçüktür ve katalizör yükleme kapasitesi daha küçüktür. 7. Cihazın yerleşimi makul değildir ve bu durum bakım ve katalizör değişimine elverişli değildir. 8. Bazı numune alma lokasyonlarında numune alma soğutucusu kullanılır, bu da analiz sonuçlarında büyük hatalara neden olur. 9. MEDA normal basınçlı desorpsiyon su contası ile donatılmalı ve çözelti pompası kullanılmamalıdır. 10. Gaz tankının giriş ve çıkışındaki su contaları, yoğuşmuş suyun tahliyesine elverişli olmayan, zeminin altına yerleştirilmiştir. Yerden yukarıya yerleştirilmeli ve otomatik drenaj uygulanmalıdır. 3. Çift Gaz Kaynaklı Sentetik Amonyak Üretiminin Avantajları ve Dezavantajları 3.1 Avantajlar 1. PSA işleminden çıkan desorbe edilmiş gaz, gaz kabinine geri dönüştürülür; bu, desorbe edilmiş gazın doğrudan atmosfere boşaltılmasıyla ilgili çevresel sorunu çözer. Aynı zamanda amonyak sentezi için yararlı olan CH4, H2, CO ve N2 geri kazanılır ve amonyak sentezi ünitesinin verimi artar. 2. Kok fırını gazı dönüşümü, saf oksijen tüketimini azaltan ve metan gazı dönüşümünü geliştiren iki aşamalı dönüşümü benimser. 3. Proses yoğuşma suyu sıyırma cihazı ile hidrojen üretim cihazının birleştirilmesi, cihazın ısısından tam olarak faydalanılmasını sağlar, sadece buhar üretmekle kalmaz, aynı zamanda proses yoğuşmasını da sıyırarak amonyak içeren atık suyun emisyonunu azaltır. 3.2 Dezavantajları 1. Desorpsiyon gazının basıncı ve bileşimi büyük ölçüde dalgalanır ve gaz kabinindeki kok fırını gazıyla tam olarak karışamaz, bu da sonraki kararlı üretimi etkiler. Ayrıca, kok fırını gazının giriş miktarı küçük olduğunda (6000Nm3/saatten az), desorpsiyon gazı eklendikten sonra sistem büyük ölçüde dalgalanır. 2. Gazın geri kazanılması ve desorpsiyonu nedeniyle gaz kabinindeki nitrojen içeriği artar ve tek kok fırını gaz kompresörünün çıkışı yetersiz kalır, bu da cihazın güç tüketiminin artmasına neden olur. 3. PSA prosesinde gaz kabinine giren desorpsiyon gazının kontrol yöntemi mantıksızdır. Hidrojen/nitrojen oranının stabil kontrolü açısından faydalı olan, PSA zamanlama sırasına göre kontrol yapmak için programlanabilir bir valf kullanılmalıdır. 4. Özet: Bu amonyak sentez ünitesi, Çin'de hidrojen üretmek için metanol kuyruk gazını kullanan ilk ünitedir. Desorbe edilen gaz, kok fırını gazıyla birleştirilir ve daha sonra hidrojen üretmek üzere dönüştürülür. Çift gaz kaynaklarından sentetik amonyak üretir. Ekipmanın mevcut çalışmasına bakılırsa, yeni eklenen hidrojen üretim ünitesi orijinal amonyak sentez ünitesiyle başarılı bir şekilde eşleştirilmiştir. Kok fırını gazı ve metanol temizleme gazının istikrarlı bir şekilde tedarik edilmesinin ardından, günlük 300 tonluk sıvı amonyak üretimi hedefine ulaşılabilir, böylece üretime ulaşma ve emisyonları azaltma hedefine ulaşılabilir. Cihazda mevcut olan sorunlar da, cihazın gelecekteki revizyonu ve teknik modifikasyonu için temel oluşturmak amacıyla çözüldü.