Статус документа

ИТС 2-2019 Производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот

5.1.1 Агрегат АК-72

Схема технологического процесса производства азотной кислоты на агрегате АК-72 приведена на рисунке 5.1.

Сжатый воздух разделяется на два потока, из которых основной поток направляется в аппараты окисления аммиака, а второй поток в продувочную колонну.

Жидкий аммиак испаряется за счет тепла циркулирующей воды, затем очищается в фильтре, нагревается и смешивается с воздухом в смесителе, встроенном в контактный аппарат. Аммиачно-воздушная смесь подвергается дополнительной очистке в фильтре, встроенном в контактный аппарат.

Окисление аммиака осуществляется в контактном аппарате на катализаторных сетках.

Горячий нитрозный газ охлаждается последовательно в котле-утилизаторе, экономайзере, подогревателе химически очищенной воды, холодильнике-конденсаторе. Охлажденный нитрозный газ поступает в газовый промыватель, где отмывается от нитрит-нитратных солей и отделяется от сконденсировавшейся слабой азотной кислоты, направляется в нитрозный нагнетатель, сжимается, затем последовательно охлаждается в подогревателе питательной воды, холодильнике-конденсаторе и поступает в абсорбционную колонну. Абсорбционная колонна орошается очищенной водой и азотной кислотой из газового промывателя. Продукционная 60%-ная азотная кислота поступает в продувочную колонну, где из нее воздухом отдувают растворенные оксиды азота, и далее самотеком направляется в хранилища склада.

Выхлопной газ из абсорбционной колонны направляется в подогреватель и далее поступает в реактор каталитической очистки, где на двухступенчатом катализаторе при избытке природного газа происходит восстановление оксидов азота до азота с одновременным нагревом выхлопного газа до 780°С. Содержание в очищенном выхлопном газе после реактора не превышает 0,005 об.%. Горячий выхлопной газ направляется в рекуперационную газовую турбину. Энергия расширения горячего выхлопного газа расходуется на сжатие воздуха и нитрозного газа. Расширенный выхлопной газ из турбины поступает в подогреватель неочищенного выхлопного газа, охлаждается и выбрасывается через выхлопную трубу в атмосферу.

Рисунок 5.1 - Схема технологического процесса АК-72

Описание технологического процесса приведено в таблице 5.2, материальный баланс - в таблице 5.3, энергетический баланс - в таблице 5.4, перечень основного оборудования - в таблице 5.5.

Таблица 5.2 - Описание технологического процесса АК-72


Входной поток	Подпроцесс	Выходной поток	Основное технологическое оборудование	Эмиссии (наиме- нование)
Атмосферный воздух	Фильтрация и сжатие воздуха	Сжатый атмосферный воздух	Фильтр воздуха Осевой воздушный компрессор в составе ГТТ-12	Отработанные фильтровальные материалы Отработанное турбинное масло
Жидкий аммиак Сжатый воздух Охлажденная циркуляционная вода	Испарение жидкого аммиака под давлением Фильтрация от мехпримесей и нагрев газообразного аммиака	Газообразный аммиак Сжатый воздух Охлажденная вода	Испарители, фильтр, теплообменник	Отработанные фильтровальные материалы
Газообразный аммиак Сжатый воздух	Смешение аммиака и воздуха Окисление аммиака кислородом воздуха до NO	Нитрозный газ Содержание NO до 9,5 об.%	Реактор (контактный аппарат)
Нитрозный газ Питательная вода	Охлаждение нитрозного газа в котле-утилизаторе и в экономайзере с выработкой водяного пара	Нитрозный газ Перегретый водяной пар	Котел-утилизатор Экономайзер
Питательная химочищенная вода Нитрозный газ	Охлаждение нитрозного газа Нагрев питательной недеаэрированной воды	Нитрозный газ Питательная вода	Подогреватель химочищенной воды	-
Нитрозный газ Охлаждающая оборотная вода	Конденсация водяных паров нитрозного газа с образованием азотной кислоты Промывка кислоты нитрозным газом от аэрозолей нитрит- нитратных солей, отделение азотной кислоты от нитрозного газа	Нитрозный газ Слабая азотная кислота с концентрацией 35-37 об.%	Холодильник-конденсатор Газовый промыватель	-
Нитрозный газ	Сжатие нитрозного газа	Нитрозный газ	Нитрозный нагнетатель в составе комплексного машинного агрегата ГТТ-12
Сжатый нитрозный газ Питательная деаэрированная вода	Охлаждение нитрозного газа и нагрев деаэрированной питательной воды	Нитрозный газ Питательная вода	Витой теплообменник Подогреватель питательной воды высокого давления	-
Нитрозный газ Охлаждающая оборотная вода	Охлаждение нитрозного газа (II ступень) Конденсация водяных паров с образованием азотной кислоты	Нитрозный газ Азотная кислота с концентрацией 58-60% Оборотная вода	Кожухотрубчатый теплообменник	-
Нитрозный газ Конденсат Паровой конденсат Охлаждающая оборотная вода Сжатый воздух	Абсорбция Продувка азотной кислоты	Выхлопной газ Продукционная 58- 60%-ная кислота Оборотная вода	Абсорбционная колонна Продувочная колонна	-
Выхлопной неочищенный газ Топочные газы Очищенный выхлопной газ из турбины	Нагрев выхлопного газа	Выхлопной неочищенный газ на каталитическую очистку Очищенный выхлопной газ в атмосферу	Двухзонный подогреватель с топкой и конвективным теплообменником	Выхлопной газ в атмосферу с содержанием до 0,008 об.%
Неочищенный выхлопной газ Природный газ АВС	Каталитическая очистка выхлопного газа около 760°С природным газом	Очищенный выхлопной газ в газовую турбину	Высокотемпера- турный реактор с катализатором АПК-2

Таблица 5.3 - Материальный баланс


Расход				Выход
Наименование	Единица измерения	На 1 т мнг		Наименование	Единица измерения	На 1 т мнг
		Мин.	Макс.			Мин.	Макс.
Технологический процесс получения азотной кислоты
Аммиак	т	0,287	0,294	Азотная кислота, концентрация 60 масс.%	т	1,667	1,667
Воздух	т	4,95	5,07
Паровой конденсат на абсорбцию	т	0,326	0,340	Выхлопной газ после абсорбции	т	3,896	4,037
Всего		5,563	5,704	Всего		5,563	5,704
Процесс выработки водяного пара
Питательная вода (химочищенная, обессоленная)	т	1,445	1,585	Водяной перегретый пар	т	1,4	1,5
				Непрерывная продувка в канализацию	т	0,045	0,085
Всего		1,445	1,585	Всего		1,445	1,585

Таблица 5.4 - Энергетический (тепловой баланс)


Приход тепла				Расход тепла
Наименование	Единица изме- рения	На 1 т мнг		Наименование	Единица изме- рения	На 1 т мнг
		Мин.	Макс.			Мин.	Макс.
Природный газ Энергетический эквивалент: теплотворная способность 1 ст. м - 8000 ккал	м тыс. ккал	83 664	85 680	Водяной перегретый пар	тыс. ккал	1105	1185
				Нагрев оборотной воды на 8°С	тыс. ккал	960	1040
Тепло химических реакций	тыс. ккал	1915	1930	Выхлопной газ в атмосферу	тыс. ккал	230	250
Тепло питательной воды t=30°С	тыс. ккал	54	57
Тепло атмосферного воздуха	тыс. ккал	24,0	24,8	Азотная кислота t=50°С	тыс. ккал	68,0	68,0
				Испарение жидкого аммиака	тыс. ккал	86,0	88,0
Всего		2657	2692	Всего		2449	2631
				Потери		208 (7,8%)	61 (2,3%)

Таблица 5.5 - Основное оборудование


Наименование оборудования	Модель (типоразмер)	Основное	Приро- доохран- ное	Назначение оборудования	Технологические характеристики
Фильтр атмосферного воздуха	Нестандартный аппарат Фильтрующие элементы	+	-	Очистка атмосферного воздуха от механических примесей	Фильтры грубой и тонкой очистки
Компрессор для сжатия воздуха	В составе ГТТ-12	+	-	Сжатие воздуха	Q=200 тыс.м/ч
Испаритель жидкого аммиака	Теплообменник ИТГ-500	+	-	Испаритель жидкого аммиака	Трубчатый теплообменник
Реактор окисления аммиака (контактный аппарат)		+	-	Окисление кислородом воздуха до NO Смешение и очистка аммиачно- воздушной смеси	Фильтрующий материал - комплексный фильтрующий пакет
Котел-утилизатор с экономайзером на нитрозном газе	Тип КН 80/40	+	-	Утилизация тепла нитрозного газа для выработки водяного пара	Производительность - 80 т/ч перегретого пара Секции котла-утилизатора расположены в силовом корпусе реактора окисления
Подогреватель химочищенной обессоленной воды	Нестандартный теплообменник	+	-	Утилизация тепла нитрозного газа в подогревателе питательной воды	Трубчатый теплообменник Нагрев питательной воды
Холодильник- конденсатор I ступени	Нестандартный теплообменник	+	-	Охлаждение нитрозного газа оборотной водой Конденсация водяных паров нитрозного газа с образованием азотной кислоты	Горизонтальный трубчатый теплообменник В трубках - нитрозный газ, в межтрубном пространстве - оборотная вода
Промыватель нитрозного газа	Нестандартный аппарат	+	-	Промывка нитрозного газа от аэрозолей нитрит- нитратных солей циркулирующей азотной кислотой, образующейся в аппарате	Вертикальный аппарат, снабжен ситчатыми тарелками
Нитрозный нагнетатель	В составе ГТТ-12	+	-	Сжатие нитрозного газа	Центробежный компрессор с четырьмя ступенями Q=190 тыс.м/ч Степень сжатия - 3,2
Подогреватель питательной воды	Нестандартный аппарат	+	-	Охлаждение нитрозного газа, нагрев питательной воды	Витой теплообменник В трубках - питательная вода, межтрубное пространство - нитрозный газ
Холодильник- конденсатор II ступени	Нестандартный теплообменник	+	-	Охлаждение нитрозного газа перед оборотной водой абсорбционной колонной	Горизонтальный трубчатый теплообменник В трубках - нитрозный газ, в межтрубном пространстве - оборотная вода
Абсорбционная колонна	Нестандартный аппарат	+	-	Абсорбция оксидов азота с образованием продукционной азотной кислоты	Колонна с 45 ситчатыми тарелками, из них 25 - с охлаждающими оборотной водой змеевиками
Продувочная колонна	Нестандартный аппарат	+	-	Отдувка горячим воздухом растворенных в продукционной кислоте оксидов азота	Колонна с 4 тарелками ситчатого типа
Подогреватель выхлопного газа	Нестандартный аппарат Тип ПВГ-1200	+	-	Нагрев выхлопного газа на входе в реактор каталитической очистки теплом очищенного, расширенного в газовой турбине выхлопного газа и природного газа, сжигаемого в топочной части	Двухзонный аппарат печного типа 1-я зона - нагрев неочищенного выхлопного газа в конвективном теплообменнике, обогреваемом очищенным выхлопным газом 2-я зона - радиальный теплообменник, обогреваемый топочными газами от 16 горелок
Реактор каталитической очистки выхлопного газа	Нестандартный аппарат	+	+	Очистка выхлопного газа после абсорбции от остатков путем их восстановления природным газом на палладированном катализаторе АПК-2 при температуре около 780°С	Горизонтальный реактор с внутренней корзиной для катализатора, с вертикальным смесителем выхлопного газа с природным газом и АВС при пуске
Газовая турбина	В составе ГТТ-12 Турбина высокого и низкого давления	+	-	Рекуперация энергии выхлопного газа, нагретого на входе до 780°С, с расширением до давления, близкого к атмосферному	Турбина с разрезным валом