
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Модернизация узла вторичного риформинга в производстве аммиака

Работа №	111352
Тип работы	Бакалаврская работа
Предмет	химия
Объем работы	54
Год сдачи	2021
Стоимость	4750 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	121

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

Аннотация 2
Введение 5
1 Литературный обзор 7
1.1 Способы осуществления процесса риформинга природного газа в синтез-газ 9
1.2 Технология вторичного риформинга природного газа установки «Кемико» ПАО «ТольяттиАзот» 12
1.3 Катализаторы процесса 16
1.4 Механизм и кинетика пароокислительного риформинга метана 18
2 Исследовательская часть 25
2.1 Возможности оптимизации работы конвертора пароокислительной конверсии метана 25
2.2 Выбор способа модернизации стадии вторичного риформинга природного газа 30
3 Расчетная часть 34
3.1 Материальный баланс процесса вторичного риформинга метана 34
3.2 Тепловой баланс процесса вторичного риформинга метана 38
3.3 Расчет размеров реактора 2-ой ступени риформинга метана 42
3.4 Расчет 3-х канального смесителя 44
Заключение 49
Список используемых источников 50

Введение

Аммиак - бесцветный газ со специфическим запахом. Представляет собой химическое соединение азота и водорода:
N₂ + 3H₂ <-> 2NH₃ + 91,84 кДж
Основное применение аммиак находит в получении азотных удобрений, взрывчатых веществ, полимеров, азотной кислоты и других продуктов.
Впервые аммиак был получен в 1774 году Дж. Пристли. Затем в 1785 году был установлен точный химический состав К.Бертолле.
К началу 20 века Габер изобрел маленький контактный аппарат для синтеза аммиака на катализаторе из осмия при повышенном давлении. А в 1913 году заработал первый завод в районе Оппау. В Советском союзе впервые в промышленности был получен аммиак в 1928 году на Чернореченском химическом комбинате.
Синтез-газ (смесь Н₂ и CO) является исходным сырьем для производства многих химических и нефтехимических продуктов, в том числе аммиака.
Преобладающим сырьем для производства синтез-газа по-прежнему остаются природный газ и легкие углеводороды (попутный газ или прямогонный бензин).
Основным методом переработки природного газа является паровая конверсия метана (после парциального окисления метана кислородом и автотермического риформинга, который представляет собой комбинацию парциального окисления и паровой конверсии).
В настоящий момент крупнейшим производителем аммиака в России является ПАО «ТольяттиАзот». Завод вблизи города Тольятти в 1979 году начал производить аммиак на агрегате фирмы «Кемико», мощность установки составляет 450 тыс. тонн в год.
Целью бакалаврской работы является модернизация узла вторичного риформинга в производстве аммиака установки «Кемико» ПАО «ТольяттиАзот».
Задачи бакалаврской работы:
• рассмотреть существующие способы получения синтез-газа из природного газа;
• изучить действующую технологию вторичного риформинга природного газа: дать описание технологической схеме вторичного риформинга «Кемико», а также каталитическим системам, используемым в процессе конверсии;
• описать возможные способы модернизации действующей технологии;
• выбрать способ модернизации стадии вторичного риформинга метана;
• выполнить технологические расчеты.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

В представленной бакалаврской работе был рассмотрен процесс вторичного риформинга метана производства аммиака установки «Кемико» ПАО «ТольяттиАзот».
В работе рассмотрены физико-химические основы процесса пароокислительного риформинга метана, в том числе механизм и кинетика процесса, а также применяемые катализаторы.
Вторичный риформинг установки «Кемико» конверсия метана проводится в шахтном реакторе в присутствии никелевого катализатора, при температуре около 1000°С и давлении 3,5-4,2 МПа. В качестве катализаторов процесса используются марки KATALCO™ 23-8EQ и 54-8Q.
В качестве способа модернизации существующей технологии предложен подвод в реактор вторичного риформинга поток диоксида углерода со стадии селективной очистки газа. Соотношение метан:диоксид принимается равным 10:1. Такое соотношение позволяет получить синтез газ водород/монооксид равно 1,7:1.
Результатом применения предложенной модернизации станет:
• снижение содержания неконвертированного метана до 0,03 % мас.;
• снижение температуры реакции риформинга до 800 °С за счет совмещения эндо- и экзотермических процессов пароокислительной конверсии с углекислотной;
• снижение выбросов диоксида углерода.
Произведены технологические расчеты.
В работе представлен материальный и тепловой балансы стадии вторичного риформинга метана установки «Кемико» ПАО «ТольяттиАзот». Определены основные размеры реактора, необходимые для проведения модернизированного процесса, которые не превышают размеров действующего реактора.

Литература

1. Адельсон С.В., Вишнякова Т.П., Паушкин Я.М. Технология нефтехимического синтеза: Учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. - М.: Химия, 1985. - 608 с., илл.
2. Гимаева А.Р., Хасанов И.И. Методы получения синтез-газа для производства метанола / ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ. - НефтеГазоХимия. Т. 1. - 2018.
3. Гудков С.Ф. Переработка углеводородов природных и попутных газов. - М.: Изд-во нефтяной и горно-нефтяной литературы, 1960.
4. Гутник С.П. Расчеты по технологии органического синтеза. М: Химия, 1988. - 272 с.
5. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. Под ред. Дытнерского Ю.И. М: Химия 1991. - 496 с.
6. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - Л: Химия, 1987. - 576 с.
7. Постоянный технологический регламент № КЕМИКО - 4Р Книга №1, ОАО «Тольяттиазот», 2002.
8. Справочник нефтехимика. Под ред. Огородникова С.К. - Л: Химия, 1978. Т.1.
9. Степанов А.В. Получение водорода и водород содержащих газов. -Киев: Наук. Думка, 1982. -312 с.
10. Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. Т.2. - Калуга: Из-во Бочкаревой Н., 2003. - 884 с.
11. ТУ 2171-006-00209510-2007. Катализатор НИАП-03-01. Технические условия.
12. Al-Sayari S.A., 2013. Recent developments in the partial oxidation of methane to syngas. The Open Catalysis Journal 6, 17-28.
13. Alvarez-Galvan C., Melian M., Ruiz-Matas L. Partial Oxidation of Methane to Syngas Over Nickel-Based Catalysts: Influence of Support Type, Addition of Rhodium, and Preparation Method / Frontiers in Chemistry. - March 2019. - Vol. 7, Article 104.
14. Ammonia plant performance / [Электронный ресурс] // [URL]: https://matthey.com/-/media/files/markets/jm-ammonia-market-brochure- c2018.pdf
15. Cortes J., Valencia E., Araya P., 2014. Monte Carlo simulations in the preferential oxidation of carbon monoxide on a copper-ceria catalyst. Chemical Physics Letters 612, 97-100.
...