Описание технологического процесса. Описание технологического процесса
 Скачать 0.82 Mb.
|
СинтезПодача потока аммиака в секцию синтеза регулируется таким образом, что измерение N/C на выходе линии жидкости реактора составляет 3.10. Это отношение необходимо для оптимального образования карбамида. Дегидрирование карбаминат аммония в карбамид и воду происходит в бассейновом реакторе U-R-202. Выходной поток бассейнового реактора распределяется по трубам отпарной колонны высокого давления U-E-201, которая представляет собой кожухо-трубный теплообменник пленочного типа. Здесь выходной поток бассейнового реактора встречно контактирует с углекислотой, вызывая частичное снижение давления аммиака и разложение карбамата. Тепло, необходимое для этой цели, подается насыщенным паром среднего давления, передаваемым по трубам отпарной колонны высокого давления. Давление этого пара регулируется клапаном регулирования давления так, чтобы жидкость, выходящая из отпарной колонны высокого давления, содержала примерено 10 вес. % аммиака. В случае сброса предохранительного клапана (по давлению) секции синтеза, выпускаемые газы направляются в дренажный сосуд. Раствор карбамида из отпарной колонны высокого давления поступает в секцию рециркуляции низкого давления, в то время как отходящий газ отпарной колонны высокого давления направляется в бассейновый реактор через рассеиватель газа по всей длине бассейнового реактора. Бассейновый реактор состоит из охлажденной и адиабатической части. Охлажденная часть представляет собой особую конструкцию теплообменника с U-образными трубками. Основная часть очищенных газов вводится в охлажденную часть, где происходит конденсация по принципу конденсации в непрерывном потоке. Газы рассредоточиваются в бассейне жидкости, где теплота конденсации начинает рассеиваться погруженными трубками теплообменника. Эта теплота конденсации используется для образования пара низкого давления примерно 3,5 бар (изб.). Этот пар используется для обогрева и десорбции, а также для вакуумных эжекторов. Давление пара на стороне труб бассейнового реактора регулируется клапаном регулирования давления в отводящей линии пара парового коллектора. Изменение этого давления изменит температуру конденсации пара и, следовательно, разницу температур между межтрубным и трубным пространством. Давление парового коллектора устанавливается на такое значение, чтобы давление синтеза составляло примерно 142 бар (изб.). Давление синтеза указывается с помощью PT-2001 и PT-2002. PT-2002 оснащен аварийной сигнализацией высокого уровня PAH-2002. PT-2001 оснащен аварийной сигнализацией высокого уровня PAH-2001 и реле сигнализации высокого уровня PAHH-2001. PAH-2001 и PAH-2002 определяют верхний предел рабочего диапазона. PAHH-2002 вызовет аварийное отключение секции синтеза. П  редохранительный клапан секции синтеза PSV-2005/06/07 с верхней части бассейнового реактора подключен к продувочной свече с дренажным сосудом U-X-811. Сброс предохранительного клапана (смесь аммиака/углекислоты и воды) будет разделяться на жидкость и газ в дренажном сосуде. Часть жидкости будет выпускаться с верхней части U-X-811 в направлении емкости водного раствора аммиака U-T-703, а некоторая часть газа/жидкости будет выпускаться через выпускное отверстие для пара. Непрерывная рециркуляция парового конденсата через насос U-P-811 A/B позволит избежать кристаллизации в линии от PSV-2005/06/07 до выпускного сепаратора. FAL-2001/2002/2007 даст сигнал оператору, в случае отсутствия непрерывного потока для PSV-2005/2006/2007 и FAL-8032 для PSV-1039 A/B. И  ндикаторы уровня LT-8016A/B/C на выпускном сепараторе оснащены аварийной сигнализацией высокого уровня и аварийно высокого уровня. Во избежание заполнения выпускного сепаратор, LAHH-8016 выполнен в конфигурации по принципу «2 из 3», чтобы обеспечить слив уровня в промежуточную емкость в одного раствора аммиака.Измерение электрической проводимости АТ-8004 установлено в месте выброса жидкости выпускного сепаратора, оснащенного аварийной сигнализацией по высокой проводимости; высокая проводимость будет указывать на то, что клапан PSV-2005/06/07 или PSV-1039A/B продут или на наличие утечки в дренажную емкость U-X-811. Выпускной сепаратор оснащен индикатором температуры TI-8031. Он оснащен аварийной сигнализацией по температуре. Это измерение температуры указывает на температуру рециркулирующего горячего парового конденсата. Аварийная сигнализация установлена на 85°C. LV-8017B будет поддерживать уровень в низкой точке, после открытия предохранительного клапана (по давлению) уровень повысится, а когда будет достигнут сигнал аварийно высокого уровня 2 из 3, откроется XV-8003 для быстрого опорожнения сосуда и предотвращения заполнения выпускного сепаратора. При сигнализации аварийно низкого уровня он снова закроется, чтобы сохранить гидравлический затвор и предотвратить проскальзывание газа в емкость водного раствора аммиака. Бассейн жидкости создает время выдержки; следовательно, значительное количество карбамида будет образовываться в конденсирующейся части бассейнового реактора. Образованный карбамид, непрореагировавший карбамат, а также излишки аммиака и углекислоты, соответственно, поступят в адиабатическую часть бассейнового реактора, где происходит последующая конверсия карбамата в карбамид. Объем бассейнового реактора допускает достаточное время выдержки для реакции, чтобы достичь равновесия. Чтобы обеспечить необходимое приближение к равновесию, меньшая часть газа отпарной колонны вводится в адиабатическую часть. Часть аммиака и углекислоты из этой порции газа будет конденсироваться в адиабатической части, обеспечивая необходимую теплоту. Бассейновый реактор разделен на ряд отсеков с помощью вертикальных перегородок, что дает возможность потоку жидкости, проходящему через бассейновый реактор, достигнуть прерываемого потока. Перегородки спроектированы таким образом, что застойные зоны в бассейновом реакторе исключены. Выходной поток бассейнового реактора поступает через отсек перелива в отпарную колонну высокого давления. Температуры бассейнового реактора U-R-202 указываются с помощью TT-2001, TT-2002, TT-2003, TT-2004, TT-2005, TT-2006, TT-2007, TT-2008, TT-2009 и TT-2010 для контроля температуры во время нагрева бассейнового реактора до фактического пуска. Типичный анализ для раствора карбамида из бассейнового реактора U-R-202:
В бассейновом реакторе отношение N/C в линии перелива жидкости бассейнового реактора постоянно анализируется путем измерения отношения N/C с помощью AT‑2301, который регулирует отношение подачи CO2 и NH3. Точка отбора проб SC-2002 предусмотрена для отбора проб на выходе реактора, в случае если невозможно измерить AT‑2301 отношение N/C. Верхние пары отсеков бассейнового реактора (инертный газ, вводимый вместе с сырьем, и часть непрореагировавшего аммиака и углекислоты) собираются в верхней части бассейнового реактора и вводятся в сферический резервуар скруббера высокого давления. Там отходящий газ бассейнового реактора сначала контактирует с жидким аммиаком из аммиачного насоса ВД в нижней части сферического резервуара скруббера. В нижней части сферического резервуара скруббера высокого давления основной объем аммиака и углекислоты конденсируется, теплоту конденсации забирает холодный аммиак. После этого, оставшаяся часть отходящего газа бассейнового реактора промывается в слое насадки в верхней части. Верхние газы, выходящие из нижней секции, встречно контактируют с раствором карбамата, который образуется в секции рециркуляции низкого давления. Газ из слоя насадки, в основном состоящий из азота и кислорода, и содержащий исключительно небольшие количества аммиака и углекислоты, выходит в кислотный скруббера через абсорбер 4 бар, работающий при давлении в 3 бар (изб.). Количество контролируется путем регулирования клапана стравливания инертного газа HIC‑2006. Температура инертного газа до расширения составляет 120°C. Открытие клапана инертного газа определяется двумя ограничениями: Предотвращает скопление инертного газа в секции синтеза; слишком высокое содержание инертного газа приведет к низким температурам реактора, а это, в свою очередь, приведет к низкой скорости конверсии карбамида. Предотвратить слишком большой выпуск аммиака и углекислого газа в абсорбер 4 бар; слишком большой выпуск может привести к возрастающему экологическому ущербу и более высокому потоку рециркуляции карбамата в сферический резервуар скруббера высокого давления и, следовательно, к повышенному содержанию воды в реакторе и, следовательно, к более низкой скорости конверсии карбамида. Раствор аммиака/карбамата из сферического резервуара скруббера высокого давления поступает в охлаждаемые отсеки бассейнового реактора через рассеиватель жидкости. Смесь жидкости бассейнового реактора, поступающая в скруббер высокого давления U-E-201, распределяется в верхней части с помощью разделителей жидкости, чтобы обеспечить равномерное распределение жидкости по трубам. Каждый разделитель жидкости оснащен тремя небольшими отверстиями для жидкости, вследствие их небольшого размера, они подвержены закупориванию мусором. Температура жидкости составляет примерно 186 °C, и она указывается с помощью TT-2014. Углекислый газ, поднимающийся через трубы, вызывает частичное снижение давления аммиака, и, в результате этого, карбамат начинает разлагаться. Подведение тепла связывается с разложением карбамата. По этой причине, насыщенный пар среднего давления в пределах 16,5 бар (изб.) подводится в межтрубное пространство отпарной колонны высокого давления. Температура пара для межтрубного пространства отпарной колонны высокого давления указывается с помощью TT-2016, оснащенного аварийной сигнализацией высокого уровня и реле сигнализации высокого уровня, которое останавливает подачу пара СД PV-9001 и открывает HV-2004, чтобы сбросить пар, поэтому перегретый пар не поступает в отпарную колонну. В результате разложения карбамата и относительно низкой температуры подачи углекислоты (120 oC) и небольшого адиабатического выброса, температура жидкости, спускающейся по трубам, падает с 186 oC, в среднем, до 171 °C. Температура указывается с помощью TT-2017 на выходе жидкости из отпарной колонны высокого давления до ректификационной колонны с сепаратором. Состав жидкости на выходе из отпарной колонны высокого давления: Карбамид 49.8 вес. % Биурет 0.17 вес. % Аммиак 10.6 вес. % Углекислота 12.5 вес. % Вода 26.8 вес. % Температура 171 0C Давление 143 бар (изб.) |