Введение 4
Глава 1 Влияние серо - и кислородсодержащих компонентов на процесс паровой конверсии метана 6
1.1 Влияние серосодержащих соединений на параметры процесса 6
1.2 Влияние углекислого газа 10
Глава 2 Способы очистки природного газа от диоксида углерода и соединений серы 13
2.1 Технология очистки природного газа от серы
ПАО «КуйбышевАзот» 13
2.2 Эффективные способы очистки природного газа
от кислых газов 14
Глава 3 Технологическая часть 21
3.1 Выбор способа модернизации установки 21
3.2 Характеристика сырья, материалов и продуктов процесса 24
3.3 Аналитический контроль процесса 25
Глава 4 Расчетная часть 27
4.1 Расчет стадии гидрирования сероорганических соединений 27
4.1.1 Материальный баланс 27
4.1.2 Тепловой баланс гидрирования 33
4.2 Расчет стадии аминовой очистки 36
4.2.1 Материальный баланс 36
4.2.2 Тепловой баланс аминовой очистки 39
4.3 Расчет абсорбера 42
Заключение 47
Список используемых источников 48
Приложение А Технологическая схема очистки природного газа 51
Приложение В Схема адсорбера 52
Производство аммиака стало одной из важнейших отраслей промышленности в мире. Производство аммиака неуклонно росло с 1946 года, и, согласно оценкам, составляет около 230 млн тонн в год. Крупнейшими странами-производителями являются Китай, Индия, Россия, США, Тринидад и Тобаго и Индонезия. Ожидается, что мировое производство будет продолжать расти на 3-5% в год.из-за растущего спроса на удобрения.
В России одним из лидеров-производителей аммиачных удобрений является химическая компания ПАО «КуйбышевАзот»
На установке получения аммиака ПАО «КуйбышевАзот» природный газ используется в качестве основного сырья стадии паровой конверсии. Следовательно, около 40 % мировых запасовприродного газа составляют газы, содержащие большое количество кислых газов, таких какдиоксид углерода, сероводород, а также другие соединения серы. Многие крупные месторождения нефти и газа содержат более 10 % мол.диоксида углерода и сероводорода.
Диоксид углерода должен быть удален из природного газа из-за транспортных требований и требований спецификации на продаваемый газ. При криогенной конверсии природного газа в сжиженный природный газ, диоксид углерода переходит в твердое состояние. Это препятствует транспортировки жидкости по трубам, а также снижает срок службы трубопроводов из-за коррозии.
В состав органической серы чаще всего входят сероуглерод, серооксид углерода, тиофены, меркаптаны, сульфиды и дисульфиды. Состав и содержание органической серы в природных газах изменяются в очень широких пределах - от нуля до нескольких десятых процента.
При использовании природных газов органические соединения серы вызывают многие отрицательные явления - отравление катализаторов, коррозию аппаратуры, загрязнение окружающей среды. Сероводород должен быть удален из состава природного газа из-за токсичности.
Проведение глубокой очистки от сероорганических соединений, так же как и от сероводорода, рекомендуется на возможно более ранней стадии обработки газа.
Целью представленной бакалаврской работы является оптимизация процесса очистки природного газа от серо-и кислородосодержащих соединений.
Задачи, поставленные для достижения заданной цели:
1) Изучение влияния серо- и кислородсодержащих компонентов на процесс паровой конверсии метана;
2) Анализ существующей технологий очистки природного газа от диоксида углерода и соединений серы, в т. ч. технологию очистки природного газа от соединений серы, реализованную на ПАО «КуйбышвАзот»;
3) Выбор и описание способа модернизации существующей технологии очистки природного газа и составление плана аналитического контроля стадии;
4) Расчет стадий процесса очистки природного газа;
5) Расчет основных размеров абсорбера.
В представленной бакалаврской работе предложен способ модернизации стадии очистки природного газа от соединений серы установки получения аммиака ПАО «КуйбышевАзот». Предложенный способ позволит очищать поступающий на установку природный газ от соединений серы и диоксида углерода, при этом концентрация сероводорода в очищенном газе не будет превышать 5 ppm, концентрация диоксида углерода - 0,01%.
Данные показатели могут быть достигнуты при применении алканоламиновой очистки природного газа после стадии гидрирования сероорганических соединений.
В работе предложена схема очистки природного газа, включающая в себя абсорбционную очистку раствором МДЭА после стадии гидрирования сероорганических соединений.
Произведен расчет стадии гидрирования сероорганических соединений, а именно материальный и тепловой балансы. В результате расчета получен состав газовой смеси на выходе из реактора гидрирования.
Произведен расчет материального и теплового балансов стадии МДЭА очистки природного газа от сероводорода и диоксида углерода. Получен необходимый расход абсорбента, а также требуемый дополнительный подвод теплоты в зону абсорбции для достижения требуемой температуры процесса.
Рассчитаны основные размеры абсорбера. В качестве абсорбера предложена вертикальная колонна, состоящая из двух секций, в каждую из которых подается раствор МДЭА. Абсорбент подается в верхнюю часть каждой секции, в то время как природный газ подается в низ колонны и движется противотоком к адсорбенту. Диаметр нижней части аппарата составляет 2,4 м, верхней - 2м. Количество тарелок в аппарате составляет 19 шт, две из которых, располагаемые в верхней части абсорбера, являются колпачковыми, а остальные ситчатыми. Высота аппарата 15 м.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
