Chơng II. Chơng II. công nghệ sản xuất NH 3
3. Dây chuyền làm việc ở áp suất trung bình 280 ữ350 at
Thao tác đơn giản , kỹ thuật và an toàn đòi hỏi không ngặt nghèo nh dây chuyền áp suất cao, xúc tác ít bị ngộ độc. Nhợc điểm : Phải phân ly NH3
theo hai giai đoạn bằng nớc , bằng NH3.
Các công nghệ đã đa ra ở trên đều là công nghệ hiện đại , máy móc thiết bị hoạt động hiệu quả hiệu quả, kinh tế, tiết kiệm nguyên liệu và năng l- ợng. Hiện nay các sơ đồ công nghệ này đợc nhiều quốc gia xây dựng và đa vào sử dụng. Những với khả năng kinh tế của Việt Nam thì cha thực sự phù hợp vì một lý do sau:
Vốn đầu t cho lắp đặt dây chuyền công nghệ lớn, Trình độ kinh tế của Việt Nam cha nắm bắt kịp thời.
Khả năng tự động hoá của nhà máy cao, không giải quyết đợc nguồn lao động d thừa tại địa phơng.
Do vậy mà ta lên chọn công nghệ đơn giản, vốn đầu t không quá lớn, phù hợp với trình độ kinh tế và nền kinh tế Việt Nam.
Từ những thực tế nền công nghệ nớc ta và những khuyết điểm của 3 loại dây chuyền trên ta trọn dây chuyền làm việc ở áp suất trung bình là phù hợp.
vi.Thuyết minh lu trình công nghệ
Hỗn hợp khí Hyđro và Nitơ sau làm sạch có nhiệt độ 35 ữ 400C dẫn vào
đoạn VI máy nén khí nguyên liệu nâng áp suất lên tới 300 ữ 320 at, qua thiết bị phân ly dầu nớc và các loại tạp chất khác, rồi cùng khí tuần hoàn từ bộ phân ly dầu sau Tuabin ra, đi vào phần trên tháp 3 kết hợp , cùng đi vào bên trong ống trao đổi nhiệt của bộ làm lạnh.
Hỗn hợp khí này đợc làm lạnh bằng khí đi lên từ bộ phân ly NH3 ở phần dới tháp 3 kết hợp, rồi đi vào trong ống trao đổi nhiệt của bộ phận bốc hơi NH3. Tại thiết bị bốc hơi , NH3 lỏng đi ngoài ống, nhận nhiệt, bốc hơi, còn hỗn hợp khí tiếp tục đi xuống, đợc làm lạnh xuống -20C, NH3 ngng tụ và NH3
lỏng đợc tách ra ở thiết bị phân ly lần II.
Hỗn hợp khí còn lại đi vào ống trung tâm của bộ bốc hơi ngng tụ đi lên vào không gian giữa các ống trao đổi nhiệt của bộ làm lạnh để trao đổi nhiệt với khí trong ống, nhiệt độ tăng lên khoảng 300C và đi ra khỏi tháp 3 kết hợp
đi vào máy nén tuần hoàn.
Khí ra khỏi máy nén tuần hoàn áp suất tăng lên 300 ữ 320 at, t0 = 400C
đợc chia vào hai đờng đi vào tháp tổng hợp. Trong tháp ở điều kiện nhiệt độ cao, áp suất lớn và sự có mặt của chất xúc tác, Hyđro và Nitơ sẽ tổng hợp thành Amoniac.
Hỗn hợp khí ra khỏi tháp tổng hợp đợc đa vào thiết bị làm lạnh bằng n- ớc giảm nhiệt độ hỗn hợp khí xuống 350C đợc đa qua thiết bị phân ly lần 1 tách một phần NH3 lỏng tạo thành. Khí ra khỏi tháp phân ly có nồng độ NH3 <
10% đợc đa vào đỉnh tháp 3 kết hợp. Amoniac lỏng đợc tách ra từ phân ly I , II , qua giảm áp còn 24 at đợc đa về thùng chứa trung gian. Tại đây phần lớn khí hoà tan trong NH3 lỏng đợc nhả ra, sau đó NH3 lỏng đợc đa vào thùng chứa.
Phần khí trơ đợc tích luỹ trong hệ thống ngày càng tăng cao cho nên ta phải thải bớt bằng cách phóng không. Khí trơ đợc thải sau phân ly I có hàm l-
ợng NH3 10% đợc đa qua tháp hấp thụ để thu hồi, NH3 khí ra khởi tháp hấp thụ có hàm lợng NH3 ≤ 3%.
Chơng III:
Cân bằng vật chất của quá trình phóng không.
Mục đích tính cân bằng vật chất cho từng thiết bị trong dây chuyền từ
đó làm cơ sở cho tính cân bằng vật chất cho thiết bị phóng không, từ đó tính toán lợng khí đợc phóng không cần thiết với một năng suất NH3 cho trớc.
Sơ đồ tính toán của hệ thống.
I.Tháp tổng hợp II.Thiết bị làm lạnh
III. Thiết bị ngng tụ P. Vị trí phóng không IV. Thiết bị bốc hơi B. Vị trí bổ xung khí mới V. Máy nén tuabin
Các số liệu ban đầu
Năng suất tổng hợp 300 Tấn NH3/24 giờ
áp suất trung bình 300 at
Nhiệt độ trung bình 5000C, T = 7730K Tốc độ không gian 24000 Nm3/h.m3xt Thành phần khí mới (lấy theo số liệu nhà máy)
I
V
III IV
II V5
5
V4 4
WaII Vm
B WaI 1
VPK 3’
3 V2
P 2
Tính theo % thể tích
H2 : 74,1%
N2 : 24,7%
CH4+Ar : 1,2%
Tỷ lệ thành phần H2/N2=3/1 Thành phần khí vào tháp tổng hợp (%V):
H2 : 65,1%
N2 : 21,7%
NH3 : 2,2%
CH4 + Ar : 11%
Tỷ lệ : H2/N2 =3/1 Ta quy ớc các quý hiệu nh sau:
V : thể tích các cấu tử , m3
y : nồng độ các cấu tử , % thể tích Wa: lợng NH3 ngng tụ , m3
Ga : lợng NH3 lỏng , kg Các chỉ số kèm theo
a: amoniac i: khí trơ
hh: hỗn hợp khí H2 + N2
m: khi míi pk: phóng không
Bảng phân bố nhiệt độ, áp suất trở lực trong các thiết bị ST
T Tên thiết bị Nhiệt độ0C áp suất, at
Trở lực,at
Vào Ra Vào Ra
1 Tháp tổng hợp 35 190 310 295 15
2 Làm lạnh bằng níc
190 35 295 292 3
3 Ngng tô 35 25 292 288 4
4 Bốc hơi NH3 20 -2 288 284 4
5 Máy nén tua bin
25 35 284 310 -26