Функциональные схемы химических производств.

Рис.3.1 Функциональная и химическая схемы получения водородсодержащих газов

(в данном случае азотоводородной смеси для синтеза аммиака)

Из химической схемы вытекает:

1. Конверсию природного газа необходимо вести в две ступени:

а. конверсия метана;

б. конверсия СО.

1. Конверсию метана осуществляют, в свою очередь, в две ступени, вводя на второй ступени азот с воздухом.
2. Конверсию СО осуществляют в две ступени, в зависимости от условий используемого катализатора.
3. В связи с высокими температурами процесса, необходимо утилизировать тепло для производства пара и использовать подогрев входящих потоков отходящими.

Рис.3.2 Функциональная и химическая схемы синтеза аммиака

Из химической схемы вытекает:

1. Очистка от CO и CO₂ азотоводородной смеси (АВС), т.к. они являются ядом для железного катализатора и обратимо отравляют его.
2. Сжатие до 30 МПа как до оптимального давления (из экономических соображений).
3. Синтез аммиака на железном катализаторе при t ≈ 450-500 °C и P = 30 МПа.
4. Разделение аммиака и непрореагировавшей АВС.
5. Возврат непрореагировавшей АВС на синтез.
6. Вывод части реакционной смеси из системы с целью предотвращения накопления инертных примесей.
7. Необходимо организовать использование тепла экзотермической реакции синтеза аммиака и утилизацию тепла.

Рис.3.3 Функциональная и химическая схемы производства