ВВЕДЕНИЕ 3
1. Основы процесса абсорбции диоксида углерода алканоламинами 5
1.1 Физико-химические основы процесса 5
1.1.1 Химизм и механизм процесса поглощения 6
1.1.2 Кинетика процесса взаимодействия диоксида углерода с МЭА 8
1.2 Характеристика применяемых абсорбентов 10
2. Анализ технологии синтеза аммиака ПАО «Тольяттиазот» 12
2.1 Описание технологической схемы 12
2.2 Аналитический контроль процесса абсорбционной очистки 18
2.3 Анализ образующихся отходов. Расчет нормативов образования 21
2.4 Описание предлагаемой модернизации процесса 25
3. Оценка эффективности предлагаемого решения 28
3.1 Материальный баланс существующей установки 28
3.2 Расчет материального баланса проектируемой установки 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 36
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 38
Аннотация. Введение.
Целью бакалаврской работы является оценка возможности модернизации стадии абсорбции диоксида углерода из конвертированного газа производства аммиака ПАО «Тольяттиазот».
В связи с поставленной целью в работе должны быть решены следующие задачи:
1. Изучить физико-химических основ процесса абсорбции диоксида углерода алканоламинами: химизм, механизм и кинетика процесса.
2. Проанализировать существующих поглотителей, используемых с целью абсорбции двуокиси углерода.
3. Привести описание технологии получения аммиака на производственной площадке ПАО «Тольяттиазот».
4. Рассмотреть образующиеся отходы в процессе синтеза аммиака и рассчитать нормы образования каждого из них.
5. Предложить вариант модернизации стадии абсорбционной очистки конвертированного газа.
6. Произвести расчеты, подтверждающие эффективность предлагаемого решения.
Основные выводы и результаты представленной бакалаврской работы:
1. Изучены теоретические основы процесса абсорбционной очистки конвертированного газа от диоксида углерода с помощью алканоламинами, в т.ч. химизм, механизм и кинетические закономерности процесса.
2. Рассмотрены применяемые в промышленности абсорбенты на основе алканоламинов. Определено, что применяемый на производстве ПАО «Тольяттиазот» раствор МЭА обладает рядом отрицательных свойств, в числе которых низкая поглотительная способность, быстрая окисляемость на воздухе и повышенная коррозионная активность, которая требует ввода ингибиторов в состав раствора (например, пятиокись ванадия).
3. Проведен анализ реализованной на производственной площадке ОАО «Тольяттиазот» технологии синтеза аммиака. Рассмотрены образующиеся в процессе синтеза отходы и рассчитаны нормативы их образования. Выяснено, что стадия абсорбционной очистки конвертированного газа связана с образованием двух видов отходов - смолы со стадии регенерации раствора МЭА, и «чистого» углекислого газа, сбрасываемого в атмосферу.
4. Предложен способ модернизации стадии селективной очистки конвертированного газа с помощью алканоламинов путем замены абсорбента. В качестве поглотителя двуокиси углерода в работе предлагается использовать следующий состав: 20%(масс.) моноэтанолэтилендиамина, 75% диэтиленгликоля и 5% воды.
Результатом применения, предлагаемого в работепоглотителя на производстве аммиака станет:
- снижение количества углекислого газа в конвертированном газе, а, следовательно, снижение количества водорода на стадию метанирования;
- снижение расхода абсорбента на стадию очистки за счет повышенной поглотительной способности по сравнению с раствора МЭА;
- повышение срока службы технологического оборудования за счет пониженной коррозионной активности;
- снижение затрат на ингибитор коррозии;
- уменьшение количества отходов производства за счет сниженной по сравнению с раствором МЭА реакционной способностью, и, вследствие чего, меньшим количество смолы.
Все вышесказанное подтверждает эффективность предлагаемого способа модернизации.
