Описание технологической схемы

Технологическая схема процесса представлена на рисунке 4.1.

1 — трубчатая печь; 2 — конвертор метана второй ступени; 3 — увлажнитель; 4 — котелутилизатор; 5, 9 — парогазосмесители; 6 — двухступенчатый конвертор окиси углерода; 7 — пароперегреватель; 8 теплообменник; 10 — аппарат для очистки от соединений серы.

Рисунок 4.1 Принципиальная схема двухступенчатой конверсии метана Природный газ под избыточным давлением 0,7 0,8 атм поступает в теплообменник 8, в котором подогревается до температуры 380 °C за счет тепла газов, исходящих после конверсии окиси углерода. Из теплообменника природный газ подается в аппарат 10, заполненный поглотителем на основе окиси цинка, для связывания соединений серы. Очищенный газ смешивается в аппарате 9 с водяным паром, нагретым до 380 °C в пароперегревателе 7 за счет тепла газа после конверсии СО. Парогазовая смесь (отношение пар: газ = 2: 1) с температурой 380 °C поступает в трубчатую печь 1, снабженную подвешенными трубами, изготовленными из специальной жаропрочной стали. В трубах размещается никелевый катализатор общим объемом 7,5 м³. Снаружи трубы обогреваются топочными газами, образующимися при сжигании какоголибо газа. Парогазовая смесь проходит через катализатор сверху вниз, при этом температура постепенно возрастает с 400 до 800 °C. Степень превращения метана в первой ступени достигает 70%. Конвертированный газ после первой ступени поступает в конвертор шахтного типа 2, куда добавляется воздух. Остаточный метан почти полностью реагирует на никелевом катализаторе при температуре 850 900 °С. Конвертированный газ после второй ступени содержит до 0,5% метана. Газ из конвертора метана поступает в увлажнитель 3, затем в котелутилизатор 4 и далее (при 400 °С) в конвертор 6.

В последнее время находят применение усовершенствованные трубчатые печи с двойными трубами. Катализатор помешается в кольцевом сечении, образованном внутренней и наружной трубами. Греющие газы подаются с внешней стороны наружной трубы. Природный газ вместе с паром проходит через катализатор сверху вниз, а полученный конвертированный газ по внутренней трубе снизу вверх. Такая конструкция аппарата позволяет улучшить условия теплопередачи и увеличить температуру в слоях катализатора, не повышая температуру стенок труб [5, c. 112].