Аннотация 2
Введение 5
1 Аналитическая часть 6
1.1 Анализ принципиальной схемы производства аммиака 6
1.2 Физико-химические свойства процесса хемосорбции углекислого газа 11
1.3 Технологические проблемы аппаратов отделения очистки и пути их решения 17
2. Технологическая часть 19
2.1 Описание технологической схемы 19
2.2 Разновидности абсорберов и насадок 20
3 Технологический расчет 29
3.1 Расчет материального баланса 29
3.2 Энергетический баланс производства аммиака 38
3.3 Технологический расчет абсорбера 43
3.4 Технологический расчет вихревого абсорбера 50
Заключение 54
Список используемой литературы и используемых источников 55
Современное производство синтетического аммиака представляет из себя техническую систему, отличающуюся сложной многостадийной структурой. Все стадии взаимосвязаны. Повлиять на производительность агрегата в целом можно лишь повышением производительности лимитирующей стадии. Для крупнотоннажного агрегата синтеза аммиака, построенного по технологии «Chemico», рассматриваемого в данной работе, таковой является стадия очистки от углекислого газа.
Ключевым узлом этой стадии является абсорбционно-десорбционный цикл, который работает на пределе производительности аппаратуры. Соответственно, без интенсификации его работы невозможно достичь повышения производительности агрегата в целом.
Цель работы - Повышение производительности по конвертированному газу аппаратов абсорбционно-десорбционного цикла стадии очистки от углекислого газа производства синтетического аммиака. Увеличение глубины очистки конвертированного газа.
В качестве объекта модернизации было взято отделение очистки технологического конвертированного газа от CO₂.
Задачи:
• провести анализ существующей технологии;
• описать преимущества и недостатки существующей технологии;
• выбор наиболее оптимального варианта технологического решения по совершенствованию объекта рассмотрения;
• расчет основных элементов оборудования, подтверждающий возможность модернизации;
• формирование заключения по результатам ВКР.
В работе при изучении технологии существующего производства были выявлены недостатки действующей системы очистки, основной из них была - не работоспособность абсорбера при больших перепадах давления и повышенной нагрузке по газу, что сказывается на процессе абсорбции и содержании концентрации CO2 в газе на выходе, данная проблема была решена путем изменения конструкции в аппарате, участвующего в процессе, а именно модернизацией существующей абсорбционной установки (вводом вихревого контактного устройства в технологическую схему процесса очистки).
При данной модернизации снизятся габариты очистного аппарата, высота действующего абсорбера (расчетная H = 45), а вихревого абсорбера почти в 5 раз меньше (расчетная H = 8,4), за счет сохранения скорости газа и уменьшения объёма реакционной зоны, процесс очистки усилиться в 40 раз, что положительно скажется на производительности всего процесса очистки.
Так же данный вид модернизации положительно скажется на долгосрочности аппаратов, используемых на отделе очистки, так как для поглощения углекислого газа потребуется меньшее количество абсорбирующего раствора, который вызывает коррозию стенок аппарата, следовательно, стенки аппаратов будут за более долгий промежуток времени покрываться коррозией.
Следовательно, данный вид модернизации позволяет повысить объёмную производительность по газу на выходе имеющий в себе меньшую концентрацию CO2 на 2,5%, а также дает возможность использования меньшего количества абсорбционного раствора, что повысит производительность по аммиаку, а также производительность по побочным продуктам в которых используется CO2 и сделает работу предприятия более выгодной.
