ВВЕДЕНИЕ 3
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 5
1.1. Физико-химические основы процесса 7
1.1.1 Катализатор процесса 10
1.1.2 Кинетика процесса 13
1.1.3 Механизм процесса 14
1.2 Характеристика сырья и готовой продукции 16
2ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 18
2.1 Технологическая схема риформинга природного газа по технологии
«Кемико» 18
2.1.1 Компрессия природного газа 18
2.1.2 Сероочистка природного газа 18
2.1.3 Первичный риформинг 20
2.1.4 Вторичный риформинг 21
2.2 Аналитический контроль процесса 23
2.3 Возможности модернизации 26
2.3.1 Модернизация конструкции печи риформинга 26
2.3.2 Новые катализаторы процесса 29
2.3.2 Оптимизация движения материальных потоков 33
3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 34
3.1 Материальный баланс процесса 34
3.2 Энергетический баланс 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42
Список использованной литературы
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.
В настоящий момент крупнейшим производителем аммиака в России является ОАО «Тольяттиазот». Завод вблизи Тольятти в 1979 году начал производить аммиак на агрегате фирмы «Кемико», мощность установки составляла 450 тыс. тонн в год.
На предприятии работает 7 агрегатов аммиака, 4 агрегата фирмы «Кемико», а 3 других АМ-76. В год на заводе получают 3,15 млн. тонн. 10¬15% всего полученного аммиака используется в производстве карбамида, а остальная значительная часть отправляется на экспорт.
Целью работы является оптимизация процесса конверсии природного газа в производстве аммиака.
Задачи работы:
1. Рассмотреть существующие методы конверсии природного газа;
2. Изучить физико-химические основы процесса углекислотной конверсии метана в синтез-газ, в т. ч. кинетику, механизм процесса и применяемые катализаторы;
3. Проанализировать данные о действующем процессе конверсии природного газа по технологии «Кемико» ПАО «Тольяттиазот»;
4. Рассмотреть возможности модернизации процесса и выбрать наиболее подходящую;
5. Произвести расчеты для оценки эффективности предлагаемого в работе решения.
1. Рассмотрены существующие способы конверсии природного газа. Изучены физико-химический основы процесса углекислотной конверсии природного газа, в т.ч. механизм, кинетика, катализаторы процесса.
2. Рассмотрена существующая технологическая схема вторичного риформинга природного газа ПАО «Тольяттиазот»;
3. Рассмотрены возможности модернизации процесса. Предложен вариант оптимизации технологических потоков действующей установки.
4. В качестве модернизации процесса предложено организовать подвод в зону реакции часть углекислого газа, покидающего стадию селективной очистки в качестве отходов.
5. Ожидаемым результатом такой организации потоков станет снижение концентрации метана в продуктах конверсии, снижение температуры процесса за счет меньшего теплового эффекта целевой реакции, а также снижение выбросов углекислого газа в атмосферу.
6. Произведены технологические расчеты, по результатам которых найдено мольное соотношение природного газа к необходимому углекислому газу, равное 5 : 1.
