UA126127C2 - Хімічна установка, зокрема, для синтезу аміаку, яка містить абсорбційний холодильний агрегат - Google Patents

Хімічна установка, зокрема, для синтезу аміаку, яка містить абсорбційний холодильний агрегат Download PDF

Info

Publication number
UA126127C2
UA126127C2 UAA202000171A UAA202000171A UA126127C2 UA 126127 C2 UA126127 C2 UA 126127C2 UA A202000171 A UAA202000171 A UA A202000171A UA A202000171 A UAA202000171 A UA A202000171A UA 126127 C2 UA126127 C2 UA 126127C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
steam
heat exchanger
condenser
refrigeration unit
heat
Prior art date
Application number
UAA202000171A
Other languages
English (en)
Inventor
Маццамуто Марко Карлуччі
МАЦЦАМУТО Марко КАРЛУЧЧИ
Серджіо Панца
Серджио ПАНЦА
Сімоне Гамба
Симоне ГАМБА
Original Assignee
Касале Са
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Касале Са filed Critical Касале Са
Publication of UA126127C2 publication Critical patent/UA126127C2/uk

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/025—Preparation or purification of gas mixtures for ammonia synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
    • C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
    • C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
    • C01C1/0417—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst characterised by the synthesis reactor, e.g. arrangement of catalyst beds and heat exchangers in the reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
    • C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
    • C01C1/0447—Apparatus other than synthesis reactors
    • C01C1/0452—Heat exchangers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
    • C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
    • C01C1/0488—Processes integrated with preparations of other compounds, e.g. methanol, urea or with processes for power generation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/02—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
    • F25B15/06—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas the refrigerant being water vapour evaporated from a salt solution, e.g. lithium bromide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F25B29/006—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the sorption type system
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/061—Methanol production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/068—Ammonia synthesis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62—Absorption based systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

Винахід стосується хімічної установки, зокрема, для одержання аміаку або метанолу. Хімічна установка включає систему охолодження, яка містить принаймні абсорбційний холодильний агрегат, і паровий цикл, який містить один або більше парогенераторів, споживачів пари і принаймні один конденсатор пари, причому для перехоплювання принаймні частини потоку пари, спрямованого до конденсатора пари, встановлюється теплообмінник, який передає тепло робочому текучому середовищу абсорбційного холодильного агрегату для забезпечення принаймні частини підведеного тепла, яке потрібне для роботи системи охолодження.

Description

Галузь техніки
Винахід належить до хімічної установки, яка містить паровий цикл і систему охолодження, яка включає абсорбційний холодильний агрегат, і відповідних способів модернізації. Винахід відноситься, зокрема, до установки одержання аміаку або метанолу.
Рівень техніки
Багато установок хімічного виробництва, наприклад, установки для синтезу аміаку, містять паровий цикл.
Під установкою синтезу аміаку мається на увазі установка, в якій підживлювальний синтез- газ, який містить водень і азот, одержують у головній секції, зазвичай шляхом риформінгу вуглеводнів, і далі конвертують каталітичною реакцією в кінцевий продукт - газоподібний аміак.
Паровий цикл зазвичай включає один або більше парогенераторів, споживачі пари і принаймні один конденсатор пари. Парогенератори можуть включати теплообмінники, які виробляють пару шляхом охолодження гарячої технологічної пари, наприклад, гарячого відхідного потоку каталітичного конвертера. До споживачів пари зазвичай відносять парові турбіни, які можуть виробляти енергію або приводити в дію додаткове обладнання, наприклад, насоси або компресори. Частина пари може бути також використана в основному процесі або відведена з установки.
У конденсатори парового циклу зазвичай надходить відпрацьована пара при низькому тиску і низькій температурі, зазвичай при тиску меншому, ніж 1 бар абс., і температурі меншій, ніж 100 "С. Відповідно, цей конденсатор також називають конденсатором відпрацьованої пари.
Конденсатор відпрацьованої пари охолоджується за допомоги охолоджувальної води або холодного повітря. Тепло, яке вивільнилося при конденсації відпрацьованої пари, відбирається цим теплоносієм і далі відводиться в навколишнє середовище, що є небажаним з точки зору ефективності, оскільки втрачається велика кількість енергії.
Для охолодження технологічних потоків, коли це зручно, можуть бути використані абсорбційні холодильні агрегати, наприклад, такі агрегати можуть бути використані в установках синтезу аміаку для охолодження підживлювального синтез-газу або продуктового газоподібного аміаку.
Більш детально, головна секція, яка входить в установку синтезу аміаку, загалом включає
Зо секцію риформінгу, де відбувається конверсія вуглеводневої сировини в необроблений синтез- газ, і секцію очищення, яка містить зазвичай один або два конвертери зсуву, секцію видалення діоксиду вуглецю і, опціонально, секцію метанування.
Очищений синтез-газ із секції очищення виходить при значно меншому тиску, ніж тиск синтезу (наприклад, 15-30 барів), тому цей газ стискають до тиску синтезу, який складає приблизно 80-300 барів, у багатоступінчастому компресорі, який приводиться в дію турбіною, яка входить у паровий цикл.
Компресори для технологічного повітря, використовуваного в секції риформінгу, для аміаку, діоксиду вуглецю або природного газу, також можуть приводитися в дію паровими турбінами з парового циклу.
Конденсатор парового циклу установки синтезу аміаку зазвичай одержує відпрацьовану пару при тиску від 0,2 до 0,7 барів і температурі 60-90 76.
Розкриття винаходу
Даний винахід направлений на покращення енергетичної ефективності згаданої вище хімічної установки.
Задум винаходу полягає у використанні тепла пари, яка направляється в конденсатор відпрацьованої пари, в ролі підведеного тепла для абсорбційної холодильної машини, яка, переважно, може бути використана в установці хімічного виробництва (наприклад, установці синтезу аміаку) для підвищення її ефективності. Незважаючи на свою низьку температуру, пара, яка подається в конденсатор відпрацьованої пари, все ще може бути використана для підведення тепла до такої абсорбційної машини. Відповідно, тепловміст пари ефективно виділяється всередині процесу, замість того, щоб бути повністю виведеним у навколишнє середовище.
Це завдання вирішується хімічною установкою згідно з п. 1 формули винаходу.
Хімічна установка включає систему охолодження і паровий цикл, причому система охолодження містить принаймні абсорбційний холодильний агрегат, паровий цикл містить один або більше парогенераторів, споживачів пари і принаймні один конденсатор пари, а установка відрізняється тим, що: для уловлювання принаймні частини потоку пари, спрямованого до конденсатору пари, встановлюється теплообмінник, і 60 цей теплообмінник передає тепло до робочого текучого середовища абсорбції холодильного агрегату, для забезпечення принаймні частини підведеного тепла, потрібного для роботи цієї системи охолодження.
У конденсатор, переважно, подається відпрацьована пара, випущена, наприклад, з парової турбіни. Відповідно, у подальшому описі цей конденсатор пари буде також називатися конденсатором відпрацьованої пари.
Цей конденсатор не є частиною абсорбційного холодильного агрегату. Відповідно, ознакою винаходу є те, що тепловміст принаймні частини потоку пари, який раніше прямував на конденсацію, передається на абсорбційний холодильний агрегат. Тепло, раніше передане охолоджувальному середовищу конденсатора, використовується всередині більш ефективним способом для приведення в дію холодильного агрегату. Наприклад, це тепло передається робочому текучому середовищу абсорбційного холодильного агрегату. У переважному варіанті виконання, тепло передається цьому робочому текучому середовищу при середній температурі, яка перевищує температуру конденсації конденсатора.
Переважно, вищезгаданий теплообмінник має паропровід, який проходить до конденсатора відпрацьованої пари. Цей теплообмінник забезпечує обмін теплом між парою і робочим текучим середовищем абсорбційного холодильного агрегату. Теплообмінник, переважно, містить змійовик, який знаходиться під впливом пари, або трубний пучок, всередині якого проходить робоче текуче середовище.
Переважно, пара, яка входить у теплообмінник, має температуру в інтервалі від 60 до 90 "С, більш переважно, в інтервалі від 75 до 85 "С.
Робочим текучим середовищем, переважно, є бінарний розчин, який складається з холодоагенту і абсорбенту. Бінарний розчин, переважно, містить бромід літію (ГіВг) і воду, де бромід літію виконує функцію абсорбенту, а вода - холодоагенту. Холодоагентом може бути абсорбоване текуче середовище.
Відповідно до варіанта виконання винаходу, абсорбційний холодильний агрегат подає рідкий холодоагент (наприклад, воду) в охолоджувач, де він нагрівається, охолоджуючи в такий спосіб технологічний потік.
Абсорбційний холодильний агрегат загалом містить: абсорбер, в якому пари холодоагенту абсорбуються розчином з високим вмістом
Зо абсорбенту (наприклад, ГіВг), з утворенням слабкого розчину абсорбенту та виділенням деякої кількості тепла; регенератор, в якому холодоагент випаровується з цього слабкого розчину, і вищезгаданий розчин з високим вмістом відокремлюється для подальшого використання в абсорбері; конденсатор, в якому пари холодоагенту, витягнуті зі слабкого розчину, конденсуються за допомоги охолоджувального середовища (наприклад, охолоджувальної води); випарник, у якому сконденсований холодоагент випаровується при зниженому тиску, охолоджуючи в такий спосіб згаданий вище рідкий холодоагент, який потім використовується, наприклад, для процесу охолодження в холодильній машині.
Згідно з іншим варіантом виконання винаходу, абсорбційний холодильний агрегат безпосередньо охолоджує технологічний потік без подання рідкого холодоагенту в холодильну машину.
Абсорбером і конденсатором виділяється тепло при низькій температурі, яке загалом передається потоку охолоджувальної води за допомоги непрямого теплообміну.
Рушійною силою процесу є теплота, яка підводиться до регенератора для відокремлення парів холодоагенту від слабкого розчину, для одержання розчину з високим вмістом абсорбенту.
Відповідно до варіанта виконання, пара, яка направляється в конденсатор відпрацьованої пари, використовується для нагрівання, у відповідному нагрівачі, одержуваного з абсорбера слабкого розчину перед його введенням у регенератор. Відповідно до іншого варіанта виконання, пара, яка направляється в конденсатор відпрацьованої пари, може бути використана для випарювання слабкого розчину всередині самого регенератора.
У результаті, можна уникнути підведення зовнішнього тепла до регенератора і суттєво його скоротити. Це є важливою перевагою даного винаходу.
Відповідно до різних варіантів виконання винаходу, система охолодження може також включати додатковий холодильний агрегат і/або компресійну холодильну машину, окрім вищезгаданого абсорбційного холодильного агрегату.
Відповідно до переважного варіанта виконання, хімічною установкою відповідно до винаходу є установка синтезу аміаку.
Установка синтезу аміаку містить головну секцію для вироблення підживлювального синтез- бо газу, і секцію синтезу для конверсії цього підживлювального синтез-газу в продукт, який містить аміак Вироблення підживлювального синтез-газу переважно здійснюється риформінгом вуглеводневої сировини, який може включати первинний риформінг з використанням пари і вторинний риформінг у присутності потоку відповідного окиснювача, наприклад, повітря.
Абсорбційний холодильний агрегат установки синтезу аміаку може бути використаний для охолодження повітряного потоку, підживлювального синтез-газу і продукту, який містить аміак.
Відповідно до іншого переважного варіанта виконання, хімічною установкою є установка для синтезу метанолу.
Іншими особливостями даного винаходу є способи модернізації відповідно до доданої формули.
Відповідно до варіанта виконання винаходу, установка теплообмінника включає видалення частини існуючого паропроводу, який веде до конденсатора відпрацьованої пари, до якого вона прилягає, і введення теплообмінника між частиною, яка залишилася, паропроводу і конденсатором відпрацьованої пари. Цим існуючим паропроводом є, наприклад, випускна труба парової турбіни.
Відповідно до іншого варіанта виконання, установка теплообмінника включає заміну існуючого паропроводу на новий паропровід меншої довжини і введення теплообмінника між знову встановленим паропроводом і конденсатором відпрацьованої пари.
Знову встановлений теплообмінник, переважно, містить змійовик або трубний пучок, який піддається впливу пари, і всередині якого проходить робоче текуче середовище. Переважно, теплообмінник має вхідний отвір і вихідний отвір (впуск і випуск) для цього текучого середовища, яке циркулює всередині змійовика або трубного пучка.
Головною перевагою даного винаходу є те, що пара, яка направляється в конденсатор(-и) відпрацьованої пари парового циклу, використовується в ролі джерела тепла для регенерації робочого текучого середовища абсорбційного холодильного агрегату. Відповідно, тепловміст пари ефективно відновлюється під час процесу.
Рідкий холодоагент, охолоджений абсорбційним холодильним агрегатом, може бути використаний в установці. Наприклад, в установці синтезу аміаку цей рідкий холодоагент може бути використаний як засіб охолодження для синтез-газу або технологічного повітря, підвищуючи в такий спосіб енергетичну ефективність установки в цілому.
Зо Крім того, завдяки меншому тепловмісту пари, що подається в конденсатор відпрацьованої пари, для конденсації потрібно менше охолоджувального середовища. Це особливо важливо, коли в ролі охолоджувального середовища використовується охолоджувальна вода, оскільки заощаджена кількість охолоджувальної води може бути використана для інших цілей, наприклад, для відведення тепла, що виділяється абсорбером і конденсатором абсорбційного
З5 холодильного агрегату.
Крім того, завдяки більш низькому тепловмісту пари, що подається в конденсатор відпрацьованої пари, робочий тиск цього конденсатора відпрацьованої пари може бути знижений. За рахунок цього можна підвищити ефективність інших споживачів пари.
Ці переваги будуть більш очевидні при розгляді наведеного далі детального опису, який відноситься до переважних варіантів виконання винаходу.
Короткий опис креслень
Нижче винахід більш детально розглянутий з посиланням на додані креслення, на яких: на фіг. 1 представлена спрощена блок-схема установки синтезу аміаку, відповідно до переважного варіанта виконання винаходу; на фіг, 2 представлена спрощена блок-схема абсорбційного холодильного агрегату установки, показаної на фіг. 1, відповідно до переважного варіанта виконання винаходу; на фіг. З зображений конденсатор відпрацьованої пари установки синтезу аміаку, відповідно до рівня техніки; на фіг. 4 зображений конденсатор відпрацьованої пари установки синтезу аміаку, відповідно до варіанта виконання винаходу.
Детальний опис здійснення винаходу
На фіг. 1 представлена спрощена схема установки 100 синтезу аміаку.
Риформінг вуглеводневої сировини 1 здійснюється в головній секції 101, яка виробляє підживлювальний синтез-газ 2. Цей синтез-газ 2 отримують завдяки головній секції 101 при тиску 15-30 барів або більше і подають для синтезу в контур 102 синтезу через багатоступінчастий компресор 103 синтез-газу. Контур 102 синтезу працює при тиску синтезу, який складає приблизно 80-300 барів.
У контурі 102 синтезу виробляється продукт 2, який містить аміак. Контур 102 синтезу містить охолоджувач 104, який одержує охолоджений рідкий холодоагент 5 з абсорбційного бо холодильного агрегату 105 і забезпечує охолодження продукту 3, який містить аміак. Добутий в результаті гарячий рідкий холодоагент б повертається потім в абсорбційний холодильний агрегат 105.
Установка 100 синтезу аміаку також містить паровий цикл, який зазвичай включає парогенератори і парові турбіни. Парогенератори включають, наприклад, теплообмінники, які відводять тепло від головної секції 101, наприклад, від гарячого конвертованого газу. Парові турбіни включають, наприклад, турбіну 106, з'єднану з багатоступінчастим компресором 103 синтез-газу, яка живиться парою 7. Для простоти, у прикладі на фігурі показана тільки парова турбіна 106.
Паровий цикл також включає конденсатор 107 відпрацьованої пари, який приймає пару, яка відходить від однієї або більше парових турбін, наприклад, пару 13.
Паровий цикл може також виробляти пару 9, яка є джерелом підведеного тепла в абсорбційний холодильний агрегат 105, вихідна пара 10 з якого може мати менший тепловміст.
Принаймні частина тепла, що підводиться в абсорбційний холодильний агрегат 105, надходить через теплообмінник 108 від пари 8 перед його конденсацією в конденсаторі 107 відпрацьованої пари.
Точніше кажучи, абсорбційний холодильний агрегат 105 використовує робоче текуче середовище. Для регенерації цього робочого текучого середовища потрібне тепло, відповідно до відомого принципу роботи абсорбційних машин. У прикладі, ілюстрованому фіг. 1-4, робиться посилання на водний розчин ГіВг, де ГіВг виконує функцію абсорбенту, а вода - холодоагенту.
У прикладі на фіг. 1, робоче текуче середовище 11 подається, переважно, за допомоги насоса (не показаний) в теплообмінник 108, де воно нагрівається парою 8. Одержане таким чином нагріте текуче середовище 12 повертається в абсорбційний холодильний агрегат 105, а пара 13, яка виходить з теплообмінника 108 з низьким тепловмістом, направляється в конденсатор 107 відпрацьованої пари. Цей конденсатор 107 відпрацьованої пари виробляє сконденсовану пару 14.
Як показано на фіг. 2, абсорбційний холодильний агрегат 105 загалом містить регенератор 201, конденсатор 202, випарник 203 і абсорбер 204.
Після підігріву в теплообміннику 108, робоче текуче середовище 12 піддається швидкому скиданню тиску на клапані 205, після чого надходить у регенератор 201, де водяна пара 23 відокремлюється від розчину 24 з високим вмістом ГіВг. Цей розчин 24 повертається назад в абсорбер 204.
Згідно з прикладом, ілюстрованим на фіг. 2, потік 9 підводиться як додаткова теплота в регенератор 201 для кращої регенерації робочого текучого середовища, а пара 10 з більш низьким тепловмістом відводиться з абсорбційного холодильного агрегату 105.
Водяна пара 23, відокремлена в регенераторі 201, направляється в конденсатор 202, де вона конденсується охолоджувальним середовищем 25 (наприклад, охолоджувальною водою) з одержанням конденсату 26. Конденсат 26 подається у випарник 203 через клапан 206. У випарник 203 також подається гарячий рідкий холодоагент 6, який надходить з охолоджувача 104, де відбувається його регенерація. Відповідно, всередині випарника 203 конденсат 26 випаровується при більш низькому тиску з одержанням водяної пари 27, а рідкий холодоагент 6 охолоджується і, завдяки цьому, стає знову придатним для процесу охолодження в охолоджувачі 104.
Водяна пара 27 подається в абсорбер 204, де вона поглинається розчином 24 з високим вмістом ГіВг при сприянні охолоджувальної води 28. В абсорбері 204 виходить слабкий розчин 11 СіВг, який надходить у теплообмінник 108, де він нагрівається парою 8 з одержанням потоку 12.
Відповідно до іншого варіанта виконання винаходу, абсорбційний холодильний агрегат безпосередньо охолоджує продукт 3, який містить аміак, без подання рідкого холодоагенту 5 в охолоджувач.
Переважний варіант теплообмінника 108 зображений на фіг. 4. Цей варіант виконання може, переважно, бути отриманий модернізацією системи, показаної на фіг. 3.
Згідно з фіг. 3, конденсатор 107 отримує пару по декількох трубопроводах 109, 110, 111, наприклад, випускних трубах парових турбін, і виробляє пароконденсат 14. Охолоджувальним середовищем 15, використовуваним у конденсаторі 107, є, наприклад, охолоджувальна вода.
Спосіб модернізації відповідно до варіанта виконання, представленого на фіг. 4, включає: заміну одного або більше з трубопроводів 109-111, наприклад, трубопроводу 109, на нову випускну трубу 109а меншої довжини; установку теплообмінника 108 між трубою 109а і соплом 113 конденсатора 107; установку змійовика або трубного пучка 114 всередині кожуха 112 бо теплообмінника 108 для циркуляції робочого текучого середовища 11, що надходить з абсорбційного холодильного агрегату 105.
Відповідно до іншого варіанта виконання, спосіб модернізації може містити видалення частини трубопроводу 109 з подальшою установкою теплообмінника 108 замість видаленої частини.
Відповідно до винаходу, тепловміст пари 8, відведеної від парових турбін установки синтезу аміаку, відновлюється і, переважно, використовується в абсорбційному холодильному агрегаті 105, замість того, щоб бути виведеним за допомоги конденсації пари 8 в конденсатор 107 відпрацьованої пари. Відповідно, саме пара 13, яка виходить з теплообмінника 108, і має тепловміст менший, ніж опара 8, підлягає конденсації всередині конденсатора 107 відпрацьованої пари з утворенням пароконденсату 14.

Claims (14)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Хімічна установка (100), яка включає систему охолодження і паровий цикл, причому система 15 охолодження містить принаймні абсорбційний холодильний агрегат (105), а паровий цикл містить один або більше парогенераторів, споживачів пари і принаймні один конденсатор (107) пари, яка відрізняється тим, що: є теплообмінник (108) для перехоплювання принаймні частини потоку (8) пари, спрямованого до конденсатора (107) пари, і 20 теплообмінник (108) виконаний з можливістю передачі тепла до робочого текучого середовища (11) абсорбційного холодильного агрегату (105) для забезпечення принаймні частини підведеного тепла, потрібного для роботи системи охолодження.
2. Установка за п. 1, в якій теплообмінник вбудований всередину паропроводу (109а), що йде до конденсатора (107) пари. 25
3. Установка за п. 1 або 2, в якій теплообмінник (114) містить змійовик, який знаходиться під впливом пари (8), або трубний пучок, всередині якого проходить робоче текуче середовище (11).
4. Установка за будь-яким із попередніх пунктів, що придатна для синтезу аміаку і містить головну секцію (101) для формування підживлювального синтез-газу (2) і секцію (102) синтезу Зо для конверсії цього підживлювального синтез-газу (2) в продукт (3), який містить аміак, причому вироблення підживлювального синтез-газу (2), переважно, здійснюється риформінгом вуглеводневої сировини, опціонально, в присутності технологічного повітря.
5. Установка за п. 4, в якій абсорбційний холодильний агрегат (105) використовується для охолодження підживлювального синтез-газу (2) або продукту (3), який містить аміак, або 35 технологічного повітря.
6. Установка за будь-яким із пп. 1-3, придатна для синтезу метанолу.
7. Спосіб модернізації хімічної установки (100), яка включає систему охолодження і паровий цикл, який містить один або більше парогенераторів, споживачів пари і принаймні один конденсатор (107) пари, 40 який відрізняється тим, що: встановлюють у систему охолодження абсорбційний холодильний агрегат (105), встановлюють теплообмінник (108), пристосований для перехоплювання принаймні частини потоку (8) пари, спрямованого до конденсатора (107) пари, причому теплообмінник (108) передає тепло робочому текучому середовищу (11) абсорбційного 45 холодильного агрегату (105) для забезпечення принаймні частини підведеного тепла, потрібного для роботи системи охолодження.
8. Спосіб за п. 7, в якому при установці теплообмінника: видаляють паропровід (109), який раніше проходив до конденсатора (107) пари, і встановлюють новий паропровід (10942) меншої довжини, і 50 встановлюють теплообмінник між знову встановленим паропроводом (109а) і конденсатором (107).
9. Спосіб за п. 7, в якому при установці теплообмінника: видаляють частину паропроводу (109), що проходить до конденсатора (107) пари, найближчу до цього конденсатора (107) пари, і 55 встановлюють теплообмінник замість видаленої частини.
10. Спосіб за будь-яким із пп. 7-9, в якому теплообмінник має впуск і випуск для робочого текучого середовища.
11. Спосіб модернізації хімічної установки (100), який включає систему охолодження і паровий цикл, причому система охолодження містить абсорбційний холодильний агрегат (105), а бо паровий цикл містить один або більше парогенераторів, споживачів пари і принаймні один конденсатор (107) пари, який відрізняється тим, що: встановлюють теплообмінник (108), пристосований для перехоплювання принаймні частини потоку (8) пари, спрямованого до конденсатора (107) пари, причому теплообмінник (108) передає тепло робочому текучому середовищу (11) абсорбційного холодильного агрегату (105) для забезпечення принаймні частини підведеного тепла, потрібного для роботи системи охолодження.
12. Спосіб за п. 11, в якому при установці теплообмінника: видаляють паропровід (109), який раніше проходив до конденсатора (107) пари, і встановлюють новий паропровід (10942) меншої довжини, і встановлюють теплообмінник між знову встановленим паропроводом (109а) і конденсатором (107).
13. Спосіб за п. 11, в якому при установці теплообмінника: видаляють частину паропроводу (109), що проходить до конденсатора (107) пари, найближчу до цього конденсатора (107) пари, і встановлюють теплообмінник замість видаленої частини.
14. Спосіб за будь-яким із пп. 11-13, в якому теплообмінник має впуск і випуск для робочого текучого середовища. Дон 7 0 си толовна Й я ЩО ! секція і а і ДИН ! Ши 7 г ШИ м. мне м ,-7103 виш щ й З контурі що - нт т Ссинтаву; нет | слу я 308 в. Ме ро- я ше т з 11 Ки рі 5 Ге т. я Н Ж й й ТЯ в-4 12 5 . х ги 14 що Я кондиціонер і ; сл Фіг.1
UAA202000171A 2017-06-16 2018-06-05 Хімічна установка, зокрема, для синтезу аміаку, яка містить абсорбційний холодильний агрегат UA126127C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17176411 2017-06-16
PCT/EP2018/064678 WO2018228851A1 (en) 2017-06-16 2018-06-05 A plant, such as ammonia plant, comprising an absorption refrigeration unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA126127C2 true UA126127C2 (uk) 2022-08-17

Family

ID=59296671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA202000171A UA126127C2 (uk) 2017-06-16 2018-06-05 Хімічна установка, зокрема, для синтезу аміаку, яка містить абсорбційний холодильний агрегат

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20200156952A1 (uk)
EP (1) EP3638618A1 (uk)
CN (1) CN110770161A (uk)
AU (1) AU2018285025B2 (uk)
BR (1) BR112019026129A2 (uk)
CA (1) CA3065880A1 (uk)
RU (1) RU2758404C2 (uk)
UA (1) UA126127C2 (uk)
WO (1) WO2018228851A1 (uk)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023285240A1 (en) * 2021-07-14 2023-01-19 Topsoe A/S Control of pressure in an ammonia cooling circuit at varying loads
CN117771892B (zh) * 2024-02-27 2024-06-04 安徽普泛能源技术有限公司 一种热驱动碳捕集提压与制冷深度耦合的系统及耦合机

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3266268A (en) * 1965-01-19 1966-08-16 Worthington Corp Sub-cooling steam condensate in tube side of heat exchanger for an absorption refrigeration system
DE2860718D1 (en) * 1977-09-16 1981-08-27 Ici Plc Process and plant for producing ammonia
US5555738A (en) * 1994-09-27 1996-09-17 The Babcock & Wilcox Company Ammonia absorption refrigeration cycle for combined cycle power plant
US5638696A (en) * 1995-11-15 1997-06-17 Cline; Calvin D. Absorption refrigeration system
US20060228284A1 (en) * 2005-04-11 2006-10-12 Schmidt Craig A Integration of gasification and ammonia production
RU2005114278A (ru) * 2005-05-12 2006-11-20 Александр Моисеевич Соколов (RU) Способ рекуперации тепла при производстве аммиака
UA42161U (uk) * 2009-01-27 2009-06-25 Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт" Установка для виробництва аміаку
US20110056219A1 (en) * 2009-09-08 2011-03-10 Industrial Idea Partners, Inc. Utilization of Exhaust of Low Pressure Condensing Steam Turbine as Heat Input to Silica Gel-Water Working Pair Adsorption Chiller
JP5998043B2 (ja) * 2012-12-26 2016-09-28 株式会社日立製作所 エンジンコンバインドシステム
EP3026016A1 (en) * 2014-11-27 2016-06-01 Casale SA A method for revamping an ammonia plant
EP3106435A1 (en) * 2015-06-18 2016-12-21 Casale SA A method for revamping an ammonia plant

Also Published As

Publication number Publication date
RU2020100089A3 (uk) 2021-07-16
RU2020100089A (ru) 2021-07-16
US20200156952A1 (en) 2020-05-21
CN110770161A (zh) 2020-02-07
WO2018228851A1 (en) 2018-12-20
BR112019026129A2 (pt) 2020-06-30
AU2018285025B2 (en) 2023-03-02
RU2758404C2 (ru) 2021-10-28
CA3065880A1 (en) 2018-12-20
EP3638618A1 (en) 2020-04-22
AU2018285025A1 (en) 2019-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2567282C2 (ru) Рекуперация тепла в химическом процессе и установке, в частности, синтеза аммиака
US10858313B2 (en) Process for production of ammonia and derivatives, in particular urea
RU2724051C2 (ru) Способ модернизации установки синтеза аммиака
CA2897489A1 (en) Dehydration equipment, gas compression system, and dehydration method
CA2957838C (en) Process for production of ammonia and derivatives, in particular urea
UA126127C2 (uk) Хімічна установка, зокрема, для синтезу аміаку, яка містить абсорбційний холодильний агрегат
KR20190014516A (ko) 냉매 환기 정류기 및 효율 부스터
UA127522C2 (uk) Водоаміачна система абсорбційного охолодження
RU2776906C1 (ru) Водоаммиачная система абсорбционного охлаждения
RU2797945C1 (ru) Способ получения метанола из природного газа и установка для его осуществления
CN211854333U (zh) 一种间接冷却蒸发装置
RU2675841C1 (ru) Установка для синтеза мочевины
JP2013539007A (ja) 蒸気吸収冷凍