UA44018A - METHOD OF UTILIZATION OF AMMONIA FROM PRODUCT AND TANK GASES - Google Patents

METHOD OF UTILIZATION OF AMMONIA FROM PRODUCT AND TANK GASES Download PDF

Info

Publication number
UA44018A
UA44018A UA2001010483A UA200110483A UA44018A UA 44018 A UA44018 A UA 44018A UA 2001010483 A UA2001010483 A UA 2001010483A UA 200110483 A UA200110483 A UA 200110483A UA 44018 A UA44018 A UA 44018A
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
ammonia
gases
minus
temperature
purge
Prior art date
Application number
UA2001010483A
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Микола Андрійович Янковський
Николай Андреевич Янковский
Валерій Андрійович Степанов
Валерий Андреевич Степанов
Микола Степанович Кулацький
Николай Степанович Кулацкий
Костянтин Борисович Базулук
Константин Борисович Базулук
Віктор Олександрович Абакумов
Павло Олександрович Новосьолов
Ємілія Францівна Нікітіна
Галина Миколаївна Корона
Галина Николаевна Корона
Анатолій Анатолійович Вольський
Борис Васильович Кравченко
Борис Васильевич Кравченко
Петро Вікторович Цибенко
Віктор Миколайович Тітов
Виктор Николаевич Титов
Василій Сергійович Добровольський
Василий Сергеевич Добровольский
Леонід Борисович Каневський
Віктор Миколайович Яровой
Original Assignee
Відкрите Акціонерне Товариство "Концерн Стирол"
Открытое акционерное общество "Концерн Стирол"
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 Відкрите Акціонерне Товариство "Концерн Стирол", Открытое акционерное общество "Концерн Стирол" filed Critical Відкрите Акціонерне Товариство "Концерн Стирол"
Priority to UA2001010483A priority Critical patent/UA44018A/en
Publication of UA44018A publication Critical patent/UA44018A/en

Links

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

A method of utilization of ammonia from tank gases by means of deep cooling of gases to be separated in heat exchangers by streams of coolant. A mixture of streams of liquid ammonia with a temperature of minus 10 iC to minus 12 CC and a process ammonia with a temperature of minus 32 hC to minus 34 CC is used as a coolant.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до способів розподілення газових сумішей, які відходять, хімічного виробництва 2 методом глибокого охолодження і може бути використаний у хімічній промисловості для отримання рідкого аміаку.The invention relates to the methods of distribution of gas mixtures that leave, chemical production 2 by the method of deep cooling and can be used in the chemical industry to obtain liquid ammonia.

Відомий спосіб утилізації аміаку із продувних та танкових газів у циклі синтезу аміаку, в якому поряд із віддувкою частини циркуляційного газу можливі адсорбційні та абсорбційні методи виділення інертних газів. В якості твердих сорбентів для виділення інертів використовують активоване вугілля, цеоліти марки СаА та ін. 70 1. Волков А. К., Азотная и кислородная промьішленность. М 2, М., ГИАП, 1964, с. 8-16 |. Проте в промисловій практиці адсорбційний спосіб не знайшов застосування через відсутність ефективного адсорбенту і в зв'язку із трудностями конструктивного виконання безперервного процесу при високому тиску.There is a known method of ammonia utilization from purge and tank gases in the ammonia synthesis cycle, in which, along with blowing off part of the circulating gas, adsorption and absorption methods for the release of inert gases are possible. Activated carbon, CaA grade zeolites, etc. are used as solid sorbents for the separation of inerts. 70 1. Volkov A.K., Nitrogen and oxygen industry. M 2, M., GIAP, 1964, p. 8-16 |. However, in industrial practice, the adsorption method has not found application due to the lack of an effective adsorbent and due to the difficulties of constructive implementation of a continuous process at high pressure.

На сучасних установках аміак із продувних та танкових газів утилізують головним чином виморожуванням.At modern plants, ammonia from purge and tank gases is mainly disposed of by freezing.

Газ охолоджують аміаком, який випарюється при низькому тиску. 12 Відома велика кількість різноманітних технологічних схем розподілення продувних газів із використанням методів криогенної техніки | 2. Байчток Ю. К. и др. Методьі! вьіделения инертов. Обзорная информация. М.,The gas is cooled with ammonia, which evaporates at low pressure. 12 A large number of various technological schemes for the distribution of purging gases using cryogenic techniques are known | 2. Baichtok Yu. K. et al. Methodia! separation of inerts. Overview information. M.,

ОНТИ ГИАП, 1968 г., 35 с.)ONTI GIAP, 1968, 35 p.)

Застосуванню цих методів сприяє значна різниця в температурах кипіння компонентів газової суміші.The application of these methods is facilitated by a significant difference in the boiling points of the components of the gas mixture.

Розподілення продувних газів методами глибокого охолодження дозволяє знизити собівартість аміаку.The distribution of purge gases using deep cooling methods allows reducing the cost of ammonia.

Відомий спосіб утилізації аміаку із продувних та танкових газів шляхом глибокого охолодження газів, які розділяються в теплообмінних апаратах потоками хладагента - рідкого аміаку, який виходить із поширювального сосуда з температурою нижче температури затвердіння аміаку при заданому тиску, і наступній сепарації газів на мембранних розподільниках, вилучення рідкого аміаку і відводу його в якості товарного продукту. Для глибокого охолодження використовують додаткове зовнішнє джерело холоду: водневий холодильний цикл | 3. Головко Г.А.A known method of ammonia disposal from purge and tank gases by deep cooling of gases that are separated in heat exchangers by flows of refrigerant - liquid ammonia, which comes out of the expansion vessel with a temperature below the solidification temperature of ammonia at a given pressure, and the subsequent separation of gases on membrane distributors, extraction of liquid ammonia and diverting it as a commercial product. For deep cooling, an additional external source of cold is used: a hydrogen refrigeration cycle 3. Golovko G.A.

Криогенное производство инертньїх газов. Л.: Машиностроение, 1983, С.359-364 |. «Cryogenic production of inert gases. L.: Mashinostroenie, 1983, pp. 359-364. "

Недоліком відомого вирішення є низька економічність Через використання з метою досягнення низьких температур для конденсації аміаку низькотемпературного циклу, що тягне за собою збільшення капітальних і енергетичних витрат.The disadvantage of the known solution is low cost-effectiveness due to the use of a low-temperature cycle for the purpose of achieving low temperatures for the condensation of ammonia, which entails an increase in capital and energy costs.

Відомий спосіб утилізації аміаку із продувних і танкових газів шляхом глибокого охолодження газів, які со розподіляються в теплообмінних апаратах потоками хладагента-рідкого аміаку, який виходить із розширюваної «- посудини з температурою нижче температури затвердіння аміаку (мінус 10 - мінус 12"С) при заданому тиску, і наступній сепарації газів на мембранних розділювачах, вилучення рідкого аміаку та відводу його в якості о товарного продукту | 4. Постоянньій технологический регламент М 68/87 Обьединенного аммиачного завода. «ІA known method of disposal of ammonia from purge and tank gases by deep cooling of gases that are distributed in heat exchangers by streams of refrigerant liquid ammonia, which comes out of an expanding "- vessel with a temperature below the solidification temperature of ammonia (minus 10 - minus 12"C) at a given pressure, and the subsequent separation of gases on membrane separators, extraction of liquid ammonia and its removal as a commercial product | 4. Permanent technological regulation M 68/87 of the United Ammonia Plant. "I

Горловское ОДО "Концерн Стирол", г. Горловка, 1999Г., с.63.|. 3о Конденсація аміаку із танкових і продувних газів відбувається в трубному просторі теплообмінних апаратів З за рахунок холоду аміаку, який випаровується. При виробництві аміаку в агрегатах імпортної поставки для конденсації аміаку із продувних газів в теплообмінних апаратах використовують рідкий аміак, який надходить із розширювача рідкого аміаку з температурою мінус 127С і тиском 0,2МПа. «Horlovskoe ODO "Concern Styrol", Horlovka, 1999, p. 63. | 3o Condensation of ammonia from tank and purge gases occurs in the pipe space of heat exchangers З due to the coldness of the ammonia, which evaporates. In the production of ammonia in units of imported supply, for the condensation of ammonia from purge gases in heat exchangers, liquid ammonia is used, which comes from a liquid ammonia expander with a temperature of minus 127C and a pressure of 0.2 MPa. "

Недоліками даного способу є надто великі втрати цільового компонента із газовою фазою через низький З 50 ступінь утилізації аміаку із продувних і танкових газів, низька ефективність роботи сепараційних пристроїв, с що в цілому знижує економічність процесу синтезу аміаку із природного газу.The disadvantages of this method are too large losses of the target component with the gas phase due to the low C 50 degree of utilization of ammonia from purge and tank gases, low efficiency of the separation devices, which in general reduces the cost-effectiveness of the ammonia synthesis process from natural gas.

Із» При тривалій роботі відділення синтезу аміаку і напруженому режимі роботи, його обладнання погіршило свої експлуатаційні характеристики. Вміст аміаку в продувних газах, які надходять на мембранні розділювачі після теплообмінника продувочних газів досягає значної величини: 4956 (при нормі не більше 1,890). Після теплообмінного апарата для танкових газів вміст аміаку також залишається високим: 1495 (при нормі не більше е 9,596). При використанні в якості охолоджуючого агента аміаку з температурою мінус 107 - мінус 1270 і тиском «» 0,2МПа в теплообмінних апаратах продувних і танкових газів створюється незадовільний температурний режим роботи, який не забезпечує високого ступеню конденсації аміаку із газів, які розділяються. Висока о концентрація газоподібного аміаку в продувному газі, який надходить на мембранні розділювачі установки -к 70 імпортної поставки "МЕОБАЇ", навіть у межах регламентних норм знижує ефективність роботи мембранних розділювачів, призводить до втрати аміаку із продувними і танковими газами, забруднення навколишнього со середовища.Iz" During the long-term operation of the ammonia synthesis department and the stressful mode of operation, its equipment deteriorated its operational characteristics. The content of ammonia in the purging gases that enter the membrane separators after the heat exchanger of the purging gases reaches a significant value: 4956 (with a norm of no more than 1.890). After the heat exchanger for tank gases, the ammonia content also remains high: 1495 (at the norm no more than e 9.596). When ammonia with a temperature of minus 107 - minus 1270 and a pressure of "" 0.2 MPa is used as a cooling agent in the heat exchangers of purge and tank gases, an unsatisfactory operating temperature regime is created, which does not ensure a high degree of ammonia condensation from the gases that are separated. A high concentration of gaseous ammonia in the purge gas, which enters the membrane separators of the MEOBAY installation -k 70, even within the regulatory norms, reduces the efficiency of the membrane separators, leads to the loss of ammonia with purge and tank gases, and environmental pollution.

Крім того, в зазначеному способі процес охолодження газів здійснюють шляхом косвенного теплообміну з охолоджуючим агентом при низькому коефіцієнті теплопередачі, через те, що потік рідкого аміаку із 29 вищезазначеною температурою і тиском при вході в теплообмінні апарати дроселюється, і в міжтрубний простір в. надходить здросельований двохфазний потік аміаку (газ і рідина), коефіцієнт теплопередачі якого до стінок труб, по яких проходить газ, що розділяється, невисокий. Для забезпечення необхідного теплозєму треба збільшення габаритів теплообмінників (висока металоємкість) або великої витрати охолоджуючого агента, що призведе до подачі великого об'єму газоподібого аміаку із теплообмінних апаратів на компресор бо захолоджування газоподібного аміаку і до дистабілізації його роботи.In addition, in the specified method, the gas cooling process is carried out by indirect heat exchange with a cooling agent at a low heat transfer coefficient, due to the fact that the flow of liquid ammonia with the above-mentioned temperature and pressure at the entrance to the heat exchange apparatus is throttled, and in the inter-tube space in. a throttled two-phase stream of ammonia (gas and liquid) enters, the coefficient of heat transfer of which to the walls of the pipes through which the separated gas passes is low. To ensure the necessary heat capacity, it is necessary to increase the dimensions of the heat exchangers (high metal density) or a large consumption of the cooling agent, which will lead to the supply of a large volume of gaseous ammonia from the heat exchangers to the compressor because of the cooling of the gaseous ammonia and destabilization of its operation.

Втрати аміаку з продувними і танковими газами можна знизити зниженням температури конденсації.Ammonia losses with purge and tank gases can be reduced by lowering the condensation temperature.

В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу утилізації аміаку із продувних і танкових газів, в якому для збільшення вилучення цільового компонента із газу, який розділяється, знижують температуру конденсації без застосування зовнішнього низькопотенційного холодильного циклу, шляхом подачі в основний бо потік охолоджуючого агента потоку низькотемпературного продукційного аміаку з температурою мінус 327С -The invention is based on the task of improving the method of ammonia utilization from purge and tank gases, in which, in order to increase the extraction of the target component from the gas that is separated, the condensation temperature is reduced without the use of an external low-potential refrigeration cycle, by feeding the cooling agent of the low-temperature production ammonia flow into the main stream with a temperature of minus 327C -

мінус 34"С, забезпечуючи значне зниження температури охолоджуючого агента в теплообмінних апаратах, створюючи сприятливий термодинамічний режим роботи з високим коефіцієнтом теплопередачі, глибоку конденсацію аміаку із газів, які розділяються, і більший процент його вилучення, підвищуючи економічність процесу синтезу аміаку.minus 34"C, ensuring a significant decrease in the temperature of the cooling agent in heat exchangers, creating a favorable thermodynamic mode of operation with a high heat transfer coefficient, deep condensation of ammonia from the gases that are separated, and a higher percentage of its extraction, increasing the economy of the ammonia synthesis process.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі утилізації аміаку із продувних та танкових газів шляхом глибокого охолодження газів, які розділяються, в теплообмінних апаратах потоками холодоагента - рідкого аміаку, який виходить із розширювального сосуда з температурою нижче температури затвердіння, аміаку ( мінус 10 - мінус 127С) при заданому тиску, частковою конденсацією і наступний) сепарацією газів для вилучення 7/о рідкого аміаку і відводу його як товарного продукту, згідно Із винаходом, як холодоагент для вьімороження аміаку в теплообмінних апаратах продувних і танкових газів використовують суміш потоків рідкого аміаку з температурою мінус 107С - мінус 127"С і продукціиного аміаку з температурою мінус 327С - мінус ЗАС у співвідношенні ( 1,0:1,0 - 2,0).The task is solved by the fact that in the method of ammonia utilization from purge and tank gases by deep cooling of gases that are separated in heat exchangers by flows of refrigerant - liquid ammonia, which comes out of the expansion vessel with a temperature below the solidification temperature, ammonia (minus 10 - minus 127С ) at a given pressure, partial condensation and subsequent) separation of gases to extract 7/o of liquid ammonia and remove it as a commercial product, according to the invention, a mixture of liquid ammonia flows with a temperature of minus 107C - minus 127"C and production ammonia with a temperature of minus 327C - minus ZAS in the ratio (1.0:1.0 - 2.0).

Пропонований спосіб має перевагу перед аналогами, бо не вимагає додаткового низькопотенційного 7/5 Холодильного циклу, що призводить до зниження капітальних і енергетичних витрат на розділення газу, не вимагає трудоемких операцій, простий в експлуатації, легкий в управлінні.The proposed method has an advantage over analogues, because it does not require an additional low-potential 7/5 Refrigeration cycle, which leads to a decrease in capital and energy costs for gas separation, does not require time-consuming operations, is easy to operate, and easy to manage.

Використання суміші потоків охолоджуючого аміаку, які надходять: із проміжного розширювана з температурою мінус 107С - мінус 127С ("теплого") і з розширювача продукційного аміаку з температурою мінус 3270 - мінус 347"С ("холодного") дозволяє отримати охолоджуючий агент, який надходить на теплообмінні 2о апарати, з більш низькою температурою в інтервалі Її мінус 227С - мінус 32"С, яка забезпечує більш глибоку конденсацію аміаку в продувних і танкових газах, забезпечить залишковий вміст аміаку, який відповідає технологічному регламенту установки: 1,896 у продувних газах і 9,595 в танкових газах, збільшення продуктивності установки розділення газу на 5 - 7Уві таким чином підвищити ефективність роботи установки.The use of a mixture of streams of cooling ammonia that comes: from the intermediate expander with a temperature of minus 107C - minus 127C ("warm") and from the expander of production ammonia with a temperature of minus 3270 - minus 347"C ("cold") allows you to get a cooling agent that comes on heat exchange 2o devices, with a lower temperature in the range of minus 227C - minus 32"C, which ensures deeper condensation of ammonia in the purge and tank gases, will ensure the residual content of ammonia, which corresponds to the technological regulations of the installation: 1.896 in the purge gases and 9.595 in tank gases, increasing the productivity of the gas separation unit by 5 - 7%, thereby increasing the efficiency of the unit.

Ефективність конденсації аміаку із газів, які розділяються, збільшується за рахунок підвищення ов Коефіцієнта теплопередачі, внаслідок використання для отримання суміші одного із потоків рідкого аміаку з більш низькою температурою і високим тиском. За рахунок збільшення дросель - ефекту суміш потоків аміаку « розширюється в міжтрубному просторі теплообмінних апаратів, з отриманням однофазного рідкого середовища, в якому коефіцієнт теплопередачі від рідини до стінки в десятки разів вищий порівнянні з коефіцієнтом теплопередачі від парорідинного середовища до стінки. Це дозволить охолодити гази, які розділяються, до со зо більш низької температури і тим самим збільшити ступінь конденсації аміаку в теплообмінних апаратах. Як наслідок, значно збільшиться кількість відібраного тепла від продувних і танкових газів. В результаті можна - знизити площу теплообмінних апаратів ( зменшиться металоємкість) і зменшити витрату аміаку на охолодження. оThe efficiency of ammonia condensation from gases that are separated increases due to the increase in the heat transfer coefficient due to the use of one of the streams of liquid ammonia with a lower temperature and high pressure to obtain a mixture. Due to the increase in the throttle effect, the mixture of ammonia flows expands in the intertube space of the heat exchangers, resulting in a single-phase liquid medium in which the heat transfer coefficient from the liquid to the wall is ten times higher compared to the heat transfer coefficient from the vapor-liquid medium to the wall. This will allow to cool the separated gases to a lower temperature and thus increase the degree of ammonia condensation in the heat exchangers. As a result, the amount of heat removed from the purge and tank gases will increase significantly. As a result, it is possible to reduce the area of heat exchangers (metal capacity will decrease) and reduce ammonia consumption for cooling. at

При цьому менша кількість газоподібного аміаку після теплообмінників повернеться в систему, знизиться навантаження на компресор захолоджування газоподібного аміаку абсорбційно-холодильної установки, - стабілізується його робота. «гAt the same time, a smaller amount of ammonia gas will return to the system after the heat exchangers, the load on the ammonia gas cooling compressor of the absorption-refrigeration unit will decrease, and its operation will stabilize. "Mr

Використання двох потоків аміаку з різними температурами розширює діапазон температур холодогента, надає гнучкість роботі теплообмінних апаратів. Дозволяє створити економічний температурний режим вьіморожения аміаку в широкому діапазоні його концентрацій у газі, який розділяється, варіюючи при цьому співвідношення витрат потоків охолоджуючого агента в залежності від вихідної концентрації аміаку в продувних « і танкових газах, які подаються на теплообмінні апарати. з с Заявлене співвідношення витрат "холодного" і "теплого" потоків дозволяє оптимізувати процес . виморожування аміаку із газів, які розділяються, виключити надмірне їх переохолодження, яке призводить до и?» перевитрати енергоносіїв.The use of two streams of ammonia with different temperatures expands the temperature range of the refrigerant and provides flexibility to the operation of heat exchangers. Allows you to create an economical temperature regime for the freezing of ammonia in a wide range of its concentrations in the gas that is separated, while varying the flow rate of the cooling agent depending on the initial concentration of ammonia in the purge and tank gases that are supplied to the heat exchangers. з с The stated ratio of consumption of "cold" and "warm" streams allows to optimize the process. freezing of ammonia from the gases that are separated, exclude their excessive supercooling, which leads to и? overexpenditure of energy carriers.

Численні значення нижньої і верхньої межі співвідношення потоків рідкого аміаку та інтервалу тисків процесу охолодження встановлені на підставі експериментальних даних, наведених в таблиці. їх Здійснення способу поза пропонованими співвідношення витрат і меж тиску погіршує показники процесу. У випадку, коли в суміші переважає кількість "теплого" аміаку, то не досягається ефективна температура пи охолодження і, як наслідок, залишковий вміст аміаку в газах, які розділяються, залишається високим. о Збільшення частки "холодного" потоку аміаку більше зазначених меж і подача на охолодження газів тільки продукційнного аміаку знизить температуру в теплообмінних апаратах до мінус 32"С, забезпечуючи високу - ступінь утилізації аміаку із газів, які розділяються, до 1,2 - 1,18965, але при цьому знизиться економічність с процесу через використання більш дорогого по собівартості продукту.Numerous values of the lower and upper limits of the ratio of liquid ammonia flows and the pressure interval of the cooling process are established on the basis of the experimental data given in the table. Their implementation of the method outside the proposed ratio of costs and pressure limits worsens the process indicators. In the case when the amount of "warm" ammonia prevails in the mixture, the effective cooling temperature is not reached and, as a result, the residual content of ammonia in the gases that are separated remains high. o Increasing the share of the "cold" flow of ammonia beyond the specified limits and supplying only production ammonia to the cooling of gases will reduce the temperature in the heat exchangers to minus 32"C, ensuring a high degree of utilization of ammonia from the gases that are separated, up to 1.2 - 1.18965 , but at the same time, the efficiency of the process will decrease due to the use of a more expensive product.

На фіг. показана схема установки для реалізації пропонованого способу.In fig. the scheme of the installation for the implementation of the proposed method is shown.

Установка утилізації аміаку містить поширювальний сосуд 1 рідкого аміаку, з'єднаний лініями 2, З із теплообмінними апаратами 4, 5 продувних і танкових газів, відповідно, розширювальний сосуд 6 про-дукційного аміаку, первинний сепаратор продувних газів 7, збірник аміаку 8, сепаратор продувних газів 9, сепараторAmmonia utilization installation contains expansion vessel 1 of liquid ammonia, connected by lines 2, C with heat exchangers 4, 5 of purging and tank gases, respectively, expansion vessel 6 of production ammonia, primary separator of purging gases 7, collector of ammonia 8, separator of purging gases gases 9, separator

Р» танкових газів 10, лінії 171, 12 подачі газів, які розділяються, в теплообмінні апарати, лінії подачі охолоджуючого аміаку 13, 14 в ці апарати, які оснащені регулюючими клапанами 15, 16, 17, 18, що служать для регулювання кількості охолоджуючого агента, який відбирається із розширювачів 1 і 6. 60 Спосіб здійснюється таким чином.P" of tank gases 10, lines 171, 12 supply gases that are separated into heat exchange devices, lines for supplying cooling ammonia 13, 14 to these devices, which are equipped with control valves 15, 16, 17, 18, which serve to regulate the amount of cooling agent , which is selected from expanders 1 and 6. 60 The method is carried out as follows.

Продувні гази із вмістом аміаку 3095 під тиском 24,5 - 294МПа з температурою 21 - 43"С, пройшовши первинний сепаратор 7, направляються на виморожування аміаку в теплообмінний апарат продувних газів 4.Purging gases with an ammonia content of 3095 under a pressure of 24.5 - 294 MPa and a temperature of 21 - 43"С, after passing through the primary separator 7, are sent to the heat exchange apparatus of purging gases 4 for ammonia freezing.

Рідкий аміак із первинного сепаратора 7 надходить у збірник рідкого аміаку 8, куди також під тиском надходить аміак із конденсаційної колонии. В результаті дроселювання рідкого аміаку з тиску 31,5МПа до 65 1,58МПа відбувається остаточне виділення розчинених в ньому азоту, водню, метану і аргону. Ці гази, які називаються танковими, із збірника 8 із вмістом аміаку 3695 направляються для охолодження в теплообмінний апарат танкових газів 5.Liquid ammonia from the primary separator 7 enters the liquid ammonia collector 8, where ammonia from the condensation colony also enters under pressure. As a result of throttling liquid ammonia from a pressure of 31.5 MPa to 65 1.58 MPa, the final release of nitrogen, hydrogen, methane and argon dissolved in it occurs. These gases, called tank gases, from collector 8 with an ammonia content of 3695 are directed to the tank gas heat exchanger 5 for cooling.

Рідкий аміак із поширювального сосуда 1 із тиском 0,2 - 17МПа і температурою мінус 10 - мінус 127С по лініях 2 і З через регулюючі клапани 17, 18 подають на вхід у теплообмінні апарати 4, 5. Аміак із Возширювального сосуда б, в якому тиск підтримується 0,001 - О0,002МПа, з температурою мінус 34"С, подають з лінії нагнітання 13, 14 насосів 19, 20 через регулюючі клапани 15, 16 на вхід в теплообмінні апарати 4, 5.Liquid ammonia from the expansion vessel 1 with a pressure of 0.2 - 17MPa and a temperature of minus 10 - minus 127C along lines 2 and З through control valves 17, 18 is fed to the inlet of heat exchangers 4, 5. Ammonia from the Expansion Vessel b, in which the pressure maintained at 0.001 - О0.002MPa, with a temperature of minus 34"C, is fed from the injection line 13, 14 of the pumps 19, 20 through the control valves 15, 16 to the input to the heat exchangers 4, 5.

Отримана суміш двох потоків аміаку надходить у міжтрубний простір теплообмінних апаратів, де кипить, забираючи тепло від газів, які розділяються.The resulting mixture of two streams of ammonia enters the intertube space of heat exchangers, where it boils, taking heat from the gases that are separated.

В и- подібних трубках теплообмінних апаратів проходять гази, які розділяються, гази, температура яких /о знижується від 2172 :407С до -127С : -297С за рахунок теплообміну із охолоджуючим агентом (рідким аміаком), який випаровується при (роб. - -З07С :-3476.In similar tubes of heat exchange devices, gases pass that are separated, gases whose temperature decreases from 2172:407С to -127С: -297С due to heat exchange with a cooling agent (liquid ammonia), which evaporates at - -С07С :-3476.

Тиск аміаку в міжтрубному просторі теплообмінних апаратів 4, 5 рівень рідкого аміаку підтримують регуляторами. Тиск охолоджуючого агента на вході в апарат установлюють в межах 0,13 - О0,19МПа.Ammonia pressure in the intertube space of heat exchangers 4, 5, the level of liquid ammonia is maintained by regulators. The pressure of the cooling agent at the entrance to the device is set within 0.13 - О0.19 MPa.

За рахунок подачі на охолодження низькотемпературної суміші досягається більш низька температура /5 охолодження і більш повне виділення аміаку із газу, який розділяється.By supplying a low-temperature mixture for cooling, a lower temperature /5 cooling and a more complete separation of ammonia from the gas that is separated is achieved.

Із трубного простору теплообмінного апарата 4 суміш аміаку, який сконденсувався, та охолодженого продувного газу до температури мінус І2"С - мінус 217С із тиском 0,005 - 0,112МПа надходить у сепаратор продувних газів 9, а танкові гази із температурою мінус 127 - мінус 2170 і тиском 0,004 - 0,008МПа подають у сепаратор танкових газів 10, в яких відбувається відділення рідкого аміаку від газу.From the pipe space of the heat exchange device 4, a mixture of ammonia, which has condensed, and cooled purge gas to a temperature of minus 12"С - minus 217С with a pressure of 0.005 - 0.112 MPa enters the purge gas separator 9, and tank gases with a temperature of minus 127 - minus 2170 and a pressure 0.004 - 0.008 MPa is supplied to the tank gas separator 10, in which liquid ammonia is separated from the gas.

Аміак регулятором рівня виводиться у збірник рідкого аміаку. Продувний газ після сепаратора 9 із залишковим вмістом аміаку 1,790 - 1,295 і танкові гази із сепаратора танкових газів 10 із вмістом аміаку 990 - 895 виводяться у колектор паливного газу або на факельну, установку.Ammonia is discharged into the liquid ammonia collector by the level regulator. The purge gas after the separator 9 with a residual ammonia content of 1.790 - 1.295 and tank gases from the tank gas separator 10 with an ammonia content of 990 - 895 are removed to the fuel gas collector or to the flare installation.

Для аналізу складу продувного і танкового газу на лінії його видачі змонтовані аналізні точки.To analyze the composition of purge gas and tank gas, analysis points are mounted on its delivery line.

Аміак, який сконденсувався, стікає у збірник рідкого аміаку і далі у розширювальний сосуд 1.The condensed ammonia flows into the liquid ammonia collector and further into the expansion vessel 1.

Продувні і танкові гази із системи синтезу та охолодження аміаку спалюються у суміші із паливним газом у пальниках печі первинного риформінгу. «Purging and tank gases from the ammonia synthesis and cooling system are burned in a mixture with fuel gas in the burners of the primary reforming furnace. "

Приклади здійснення способу.Examples of the implementation of the method.

Приклад 1. Продувні гази в кількості: 7763мУ/год. надходять у теплообмінний апарат 4 із вмістом аміакуExample 1. Blowing gases in the amount: 7763 mU/h. enter heat exchanger 4 with ammonia content

З09о. Потоки рідкого аміаку із поширювального сосуда 1 і з температурою мінус 127С із розширювального сосуда о 6 продукційного аміаку з температурою мінус 347С у співвідношенні 1:11 з температурою мінус 207С подають на вхід теплообмінного апарата 4, під тиском 0,13 - 0,14МПа. В цих умовах в результаті процесу теплообміну газу, -- який розділяється, з охолоджуючим агентом відбувається глибоке конденсування аміаку із продувних газів. авZ09o. Streams of liquid ammonia from expansion vessel 1 with a temperature of minus 127C and from expansion vessel 6 of production ammonia with a temperature of minus 347C in a ratio of 1:11 with a temperature of minus 207C are fed to the inlet of the heat exchanger 4, under a pressure of 0.13 - 0.14 MPa. Under these conditions, as a result of the process of heat exchange of the gas, which is separated, with the cooling agent, deep condensation of ammonia from the purge gases occurs. Av

Газоподібний аміак із теплообмінного апарата 4 із тиском 0,005 - 0,008МПа подають у розширювальний сосуд газоподібного аміаку 6. А продувні гази з температурою мінус 12"С, які містять рідку фазу аміаку, що М сконденсувався, надходять у сепараційний пристрій 9, де з них відділяється аміак до залишкового вмісту 2,095 - «І 2,495. В результаті із продувних газів буде додатково, у порівнянні із прототипом, сконденсировано 743т/год - 933т/год аміаку (у перерахунку на рідкий).Gaseous ammonia from the heat exchanger 4 with a pressure of 0.005 - 0.008MPa is fed into the expansion vessel of gaseous ammonia 6. And the purge gases with a temperature of minus 12"C, which contain the liquid phase of ammonia that has condensed M, enter the separation device 9, where it is separated from ammonia to a residual content of 2.095 - "I 2.495. As a result, 743 t/h - 933 t/h of ammonia (calculated as liquid) will be additionally condensed from the purge gases, compared to the prototype.

Процес утилізації аміаку із танкових газів здійснюється при наступних умовах. Танкові гази в кількості « 2446мЗ/год надходять у теплообмінний апарат 5 із вихідним вмістом аміаку 3695, в якому охолоджуються сумішшю рідкого аміаку, яка і надходить при температурі мінус 20"7С і тиску 0,13 - 0,14МПа. Із теплообмінного - с апарата 5 газоподібний аміак із тиском 0,007 - 0,112МПа виводиться у розширювач продукційного аміаку 6, а а охолоджені до температури мінус 12"С танкові гази із аміаком, який сконденсувався, подаються у сепараційний ,» пристрій 10, де від них відділяється рідкий аміак. При цьому залишковий вміст аміаку в газах складає 8,595.The process of ammonia utilization from tank gases is carried out under the following conditions. Tank gases in the amount of 2446 mZ/h enter heat exchanger 5 with an initial ammonia content of 3695, in which they are cooled by a mixture of liquid ammonia, which enters at a temperature of minus 20"7C and a pressure of 0.13 - 0.14 MPa. From the heat exchanger - s apparatus 5, gaseous ammonia with a pressure of 0.007 - 0.112 MPa is discharged into the product ammonia expander 6, and the tank gases cooled to a temperature of minus 12"C with condensed ammonia are fed into the separation device 10, where liquid ammonia is separated from them. At the same time, the residual content of ammonia in gases is 8.595.

Додатково сконденсовано у перерахунку на рідкий, 808,62т на рік аміаку. Сумарна кількість аміаку сконденсованого із танкових і продувних газів складає 1975,15т на рік, це дозволить отримати економічний т» ефект 40162У9грн/на рік на 1 агрегат синтезу аміаку із природного газу. Енерговитрати складають 1» 6бобкВт/год.Показники процесу наведені в таблиці.Additionally, 808.62 tons per year of ammonia was condensed in terms of liquid. The total amount of ammonia condensed from tank and purge gases is 1,975.15 tons per year, this will allow to obtain an economic effect of UAH 40,162,990 per year per unit of ammonia synthesis from natural gas. Energy consumption is 1" 6bobkW/h. Process indicators are given in the table.

Приклад 2. Аналогічним чином проводять процес утилізації аміаку із продувних і танкових газів при (ав) співвідношенні потоків охолоджуючого агента 1,0:1,5. Температура суміші на вході у теплообмінні апарати ши 20 дорівнює мінус 22"С, тиск 0,17МПа. При цьому тиск газоподібного аміаку на виході із теплообмінних апаратів продувних і танкових газів підтримують 0,004 - 0,072МПа і 0,006 - 0,096МПа, відповідно. При цьомуExample 2. In a similar way, the process of ammonia utilization from purge and tank gases is carried out with (а) the ratio of cooling agent flows of 1.0:1.5. The temperature of the mixture at the entrance to the heat exchangers of Shi 20 is minus 22"С, the pressure is 0.17 MPa. At the same time, the pressure of ammonia gas at the outlet of the heat exchangers of the purge and tank gases is maintained at 0.004 - 0.072 MPa and 0.006 - 0.096 MPa, respectively. At the same time

ІЧ е) забезпечується виморожування аміаку до залишкового вмісту в продувних газах 1,7 - 1,695 і до 9,095 - в танкових, при його високій вихідній концентрації перед відповідними теплообмінними апаратами 3090 і 3695. У процесі реалізації способу додатково утилізовано 1073,2т/рік аміаку із продувних газів і 735,1т/рік аміаку із танкових, сумарна кількість 1808,3т/на рік аміаку. Витрата енергоносіїв складає 685кКВт/год. з» Приклад 3. Аналогічно прикладу 1 при співвідношенні потоків охолоджуючого аміаку 1,0 - 2,0, забезпечуючи температуру охолоджуючого агента мінус 26"С, і підтримуючи тиск його суміші на вході в теплообмінні апарати 0,18 - 0,19МПа. Газоподібний аміак, який утворився при кипінні рідкого охолоджуючого агента виходить із теплообмінного апарата продувних газів під тиском 0,005 - 0,08МПа, із апарата танкових газів під тиском 0,007 60 - 0,112МПа. Танкові і продувні гази видаляються із теплообмінників із температурою мінус 20"С, надходять далі на розподіл від аміаку, який сконденсувався. Залишкового вмісту аміаку в продувних газах 1,5 - 1,495, в танкових 8,595. При цьому додатково буде сконденсовано 1166,59ст/на рік аміаку із продувних і 808,Зт/на рік із танкових газів. Загальна кількість дорівнює 1975,11т/на рік. Витрата енергоносіїв складає 727кВт/год.IR e) freezing of ammonia to a residual content of 1.7 - 1.695 in purge gases and up to 9.095 - in tank gases is ensured, with its high initial concentration in front of the corresponding heat exchange devices 3090 and 3695. In the process of implementing the method, 1073.2 t/year of ammonia was additionally utilized with purge gases and 735.1t/year of ammonia from tanks, total amount of 1808.3t/year of ammonia. Energy consumption is 685kWh. from" Example 3. Similarly to example 1, with a ratio of cooling ammonia flows of 1.0 - 2.0, ensuring a temperature of the cooling agent of minus 26"C, and maintaining the pressure of its mixture at the entrance to the heat exchange apparatus of 0.18 - 0.19 MPa. Gaseous ammonia , which was formed during the boiling of the liquid cooling agent, leaves the heat exchanger of the purge gases under a pressure of 0.005 - 0.08 MPa, from the apparatus of the tank gases under a pressure of 0.007 60 - 0.112 MPa. The tank and purge gases are removed from the heat exchangers with a temperature of minus 20 "C, and flow further on the distribution from ammonia, which was condensed. The residual content of ammonia in purge gases is 1.5 - 1.495, in tank gases 8.595. At the same time, 1166.59 tons/year of ammonia from purge gases and 808.Zt/year from tank gases will be additionally condensed. The total amount is equal to 1975.11 tons/year. Energy consumption is 727 kW/h.

Приклад 4. Аналогічно прикладу 1 при співвідношенні потоків 1,0:2,2. 65 Співвідношення потоків аміаку з температурою -107С : -127С0 і з температурою -327С : -347С в кількості 1:2,2 забезпечує високе виморожування аміаку до 1,3 - 1,1895 у продувних і 795 у танкових газах при температурі суміші -297"С і тиску на вході в теплообмінні апарати 0,19 - 0,2МПа. Сумарна кількість додатково сконденсованого аміаку в теплообмінних апаратах складає 2155,Зт/на рік. Але при цьому енерговитрати на власні потреби будуть збільшені до 817кВт/год.Example 4. Similar to example 1 with a flow ratio of 1.0:2.2. 65 The ratio of ammonia flows with a temperature of -107С: -127С0 and with a temperature of -327С: -347С in the amount of 1:2.2 ensures high freezing of ammonia up to 1.3 - 1.1895 in purge gases and 795 in tank gases at a mixture temperature of -297 "C and the pressure at the entrance to the heat exchange devices is 0.19 - 0.2 MPa. The total amount of additionally condensed ammonia in the heat exchange devices is 2155.Zt/year. But at the same time, energy consumption for own needs will be increased to 817 kW/h.

Приклад 5. Аналогічно прикладу 71 при конденсації аміаку із зазначених газів за допомогою потоку продукційного аміаку з температурою мінус 347С, співвідношенні потоків 0:2. Сконденсовано 2335,5т/на рік аміаку. Енерговитрати зросли до 893кКВт/год.Example 5. Analogously to example 71, when condensing ammonia from the specified gases using a flow of product ammonia with a temperature of minus 347C, the flow ratio is 0:2. 2335.5 t/year of ammonia is condensed. Energy consumption increased to 893kWh.

Приклад 6. Виморожування аміаку із продувних і танкових газів здійснюють потоком аміаку із температурою мінус 127С (прототип). 70 Використання для охолодження газів потоку аміаку з Її - -10 : -127"С у співвідношенні 2:0 при тиску в теплообмінних апаратах 0,2МПа не забезпечує ефективного виморожування аміаку із продувних і танкових газів.Example 6. Freezing of ammonia from purge and tank gases is carried out with a flow of ammonia with a temperature of minus 127C (prototype). 70 The use of ammonia stream gases from Her - -10 : -127"С in the ratio of 2:0 at a pressure of 0.2 MPa in heat exchange devices does not ensure effective freezing of ammonia from purge and tank gases.

Його вміст залишається високим: на рівні З - 4965, 1495 відповідно. Витрата енергоносіїв трохи нижче, ніж у варіанті 1: 584кВт/год.Its content remains high: at level C - 4965, 1495, respectively. Energy consumption is slightly lower than in option 1: 584kW/h.

Таким чином, реалізація способу дозволяє: - зменшити втрати аміаку із продувними і танковими газами; - забезпечити стабільне виморожування аміаку із газів, які розділяються; - стабілізувати роботу компресора АХУ; - забезпечити більш надійну та ефективну роботу установки сепарації газів; - додатково збільшити обсяг випуску продукційного рідкого аміаку.Thus, the implementation of the method allows: - to reduce losses of ammonia with purge and tank gases; - ensure stable freezing of ammonia from gases that are separated; - stabilize the operation of the AHU compressor; - to ensure more reliable and efficient operation of the gas separation installation; - to additionally increase the production volume of liquid ammonia.

Таблиця (прототип) 6 апарат, 95 « апарат, 95. проміжного розширювача з 1--127С і розширювача ее продукційного аміаку з 1--347С й й теплообмінні апарати, "С я апаратами, МПа «Table (prototype) 6 apparatus, 95 « apparatus, 95. intermediate expander with 1--127С and expander of ee production ammonia with 1--347С and heat exchange apparatuses, "With apparatuses, MPa"

Блемпературапродузнихтазепіспя теплом с 00022000700000070,00002)00023 8 зв -Blemperaturaproduznihzezepispa heat with 00022000700000070,00002)00023 8 zv -

ШЕ з нашей шаншй Бі ші ШК апарата для танкових газів, МПа.SHE from our chance Bi shi ShK apparatus for tank gases, MPa.

ШЕ півня ший Бий ів а ШІ апарата для продувних газів, МПа 4000091 Запишюовийсмістаміаюупродузнихтязаю ть 2024 1115 1514, 1312, 121л8 3040 ПЗ с 10 Залишюовийвмотаміакувтанювиктязаю в ЛоЛОЄ 009086 00080070 0, а 11 Кількість аміаку додатково сконденсованого в 747-933 10732 1166,5 12364 1306,3Hand rooster beaten and a si apparatus for purging gases, MPa 4000091 Recopeablely, underwent a 2024 1115 1514, 1312 31 ,3

М ВЕ ро ксетчні На Ні нн Но Он НИM VE ro xetchni Na Ni nn No On NI

БЕ вола Вся Шо НБН те-плообміннику танкових газів, т/на рік 7 С пшдддеттннняя жк яко вен теплообмінниках, т/на рік г 00 Протозованиятривуюкттник ловлю алуввя в вивнеє| віт бю? яв 77777771 внерговитрати втюд) боб веб) 727, вої ве3) вва («в) - 50 сBE vola Vsya Sho NBN to the heat exchanger of tank gases, t/year 7 S pshdddettnnnyaya zhk as ven heat exchangers, t/year g 00 Protozovaniyatrivuyukttnik lovlyu aluvvya in vyvnee| hi byu? yav 77777771 energy expenditure vtyud) bob web) 727, voi ve3) vva ("c) - 50 s

Claims (2)

Формула винаходуThe formula of the invention 1. Спосіб утилізації аміаку із продувних та танкових газів, шляхом глибокого охолодження газів, які розділяються, у теплообмінних апаратах потоками холодоагента-рідкого аміаку, який виходить із з» поширювального сосуда із температурою, яка нижче температури затвердіння аміаку (мінус 10-мінус 12"С) при заданому тиску, частковою конденсацією і наступною сепарацією газів, вилученням рідкого аміаку і відводу його як товарного продукту, який відрізняється тим, що як холодоагент для вимороження аміаку в теплообмінних апаратах продувних і танкових газів використовують суміш потоків рідкого аміаку з температурою мінус 1070 - бо мінус 127С і продукційного з температурою - мінус 327С - мінус 347.1. A method of disposal of ammonia from purge and tank gases, by deep cooling of the gases that are separated in heat exchange devices by flows of refrigerant liquid ammonia, which comes out of the expansion vessel with a temperature below the solidification temperature of ammonia (minus 10-minus 12 C) at a given pressure, partial condensation and subsequent separation of gases, extraction of liquid ammonia and removal of it as a commercial product, which is distinguished by the fact that a mixture of liquid ammonia flows with a temperature of minus 1070 is used as a refrigerant for freezing ammonia in the heat exchange devices of purge and tank gases - because minus 127C and production with temperature - minus 327C - minus 347. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що потоки аміаку з температурою мінус 107 - мінус 12"7С і продукційного з температурою мінус 327 - мінус 34"С беруть у співвідношенні 1,0:1,0-2,0. б52. The method according to claim 1, which differs in that streams of ammonia with a temperature of minus 107 - minus 12"7C and product with a temperature of minus 327 - minus 34"C are taken in a ratio of 1.0:1.0-2.0. b5
UA2001010483A 2001-01-23 2001-01-23 METHOD OF UTILIZATION OF AMMONIA FROM PRODUCT AND TANK GASES UA44018A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2001010483A UA44018A (en) 2001-01-23 2001-01-23 METHOD OF UTILIZATION OF AMMONIA FROM PRODUCT AND TANK GASES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2001010483A UA44018A (en) 2001-01-23 2001-01-23 METHOD OF UTILIZATION OF AMMONIA FROM PRODUCT AND TANK GASES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA44018A true UA44018A (en) 2002-01-15

Family

ID=74173593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2001010483A UA44018A (en) 2001-01-23 2001-01-23 METHOD OF UTILIZATION OF AMMONIA FROM PRODUCT AND TANK GASES

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA44018A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3218816A (en) Process for cooling a gas mixture to a low temperature
US7059152B2 (en) Nitrogen rejection method and apparatus
CA1253818A (en) Purification of carbon dioxide for use in brewing
CN108826831B (en) Device and process for cryogenic separation of carbon monoxide gas by nitrogen circulation refrigeration
US6349566B1 (en) Dephlegmator system and process
US20050265919A1 (en) Method and apparatus for cooling in hydrogen plants
CN101407736A (en) Nitrogen rejection from condensed natural gas
RU2188370C2 (en) Method and device for control of condensation of hydrocarbon gas flow
US5907924A (en) Method and device for treating natural gas containing water and condensible hydrocarbons
CN104792113B (en) Helium liquefier and its control method
CN108759305A (en) A kind of natural gas ethane recovery methods to flow back more
RU2537480C2 (en) Method of liquidising flow with high content of hydrocarbons
JPS62217090A (en) Separation of gassy mixture
US5540057A (en) Volatile organic compounds recovery from vent gas streams
US3882689A (en) Flashing liquid refrigerant and accumulating unvaporized portions at different levels of a single vessel
CN100416197C (en) Method and apparatus for removing nitrogen
WO2022106801A9 (en) Process for producing liquefied hydrogen
CN106871576B (en) Commercial syngas low temperature front-end demethanization method and system
RU2212598C1 (en) Method and apparatus for natural gas partial liquefaction
JPH10132458A (en) Method and equipment for producing oxygen gas
UA44018A (en) METHOD OF UTILIZATION OF AMMONIA FROM PRODUCT AND TANK GASES
AU2018392159A1 (en) Method for producing pure nitrogen from a natural gas stream containing nitrogen
RU2217669C2 (en) Method of utilization of ammonia from purge and synthesis gases
JPH10267529A (en) Cryogenic rectifying reproducer
CN106568298A (en) Coke-oven gas produced LNG coproduction ammonia synthesis device and control method