Завод по производству аммиака

Гидрогенизация и десульфурация

Сегодня в качестве сырья для производства аммиака предпочтение отдается не углю, нафте или нефти, а природному газу. Нежелательные компоненты природного газа, такие как сера, связываются в виде сероводорода (H₂S) путем направленной гидрогенизации и затем удаляются в реакторе десульфуризации.

Для постоянного контроля активности катализатора в реакторе гидрогенизации по всему слою используются специально адаптированные многозонные термометры, которые отслеживают температуру в нескольких точках. Необходимо постоянно гарантировать правильное функционирование катализатора, поскольку любые пропускаемые компоненты серы могут отрицательно сказаться на последующих этапах технологического процесса. Правильный расход газа определяется с помощью компактных диафрагм и труб Вентури с установленными преобразователями дифференциального давления.

Реактор предриформинга

В зависимости от сырья и выбранной конструкции установки парового риформинга метана последовательно устанавливаются один, два или три типа реакторов риформинга:

• 1. Реактор предриформинга
• 2. Первичный реактор риформинга: установка парового риформинга метана
• 3. Вторичный реактор риформинга: реактор автотермического риформинга

Такое сочетание лежит в основе оптимального рекуперации водорода и сингаза. В цилиндрическим реакторе предриформинга со слоем катализатора первая стадия предриформинга проходит при подаче горячего пара при температуре около 500°C и давлении 30 бар.

Для постоянного контроля активности и старения катализатора по всему слою используются специально адаптированные многозонные термометры, которые фиксируют температуру в нескольких точках. Для предотвращения коксования и повреждения катализатора необходимо точно контролировать соотношение газа и пара. Компактные диафрагмы и трубы Вентури с установленными преобразователями дифференциального давления выполняют эту задачу надежно и в течение долгого срока.

Первичный реактор риформинга

В первичном реакторе риформинга (известном по всему миру как установка парового риформинга метана) вертикально в несколько рядов установлены реакционные трубы, которые непрерывно обжигаются горелками снаружи. В трубе, заполненной катализатором, происходит преобразование парогазовой смеси в водород, окись углерода и углекислый газ. Стенки труб реактора риформинга, которые обычно специально легированы, постоянно находятся под особым напряжением из-за высоких температур. Нередки случаи, когда во время регулярной эксплуатации из-за перегрева в них появляются трещины. В результате может потребоваться остановка производства или даже может произойти повреждение всей установки. Альтернативный вариант ведения процесса с уменьшенным пламенем , как это часто практикуется, приводит к снижению производительности, и оператор установки вынужден мириться с постоянными потерями в КПД.

Благодаря целенаправленному анализу индивидуальной настройки и идеальному размещению датчиков температуры на поверхности трубы (XTRACTO-PAD^®), подобранных в соответствии с материалами трубы, мы предлагаем идеальное решение. Точная температура поверхности трубы, которая не зависит от интенсивности пламени, регистрируется круглосуточно благодаря специальной экранированной конструкции. Теперь установку парового риформинга метана можно действительно контролировать для обеспечения долговечности при высочайшей пропускной способности. Кроме того, помимо температуры поверхности труб, в камере контролируется температура отработавших газов, образующихся при обжиге. Для этого специально разработаны подходящие решения в виде датчиков с гильзами из долговечных материалов.

Вторичный реактор риформинга

После первоначального преобразования примерно одной трети газа, прошедшего через первичный реактор риформинга следующая стадия состоит в воспламенении во вторичном реакторе риформинга при температуре более 1000°C и давлении более 30 бар, что позволяет достичь показателя преобразования, близкого к ста процентам. Реактор автотермического риформинга (ATR) оборудован внутренней огнеупорной футеровкой. Сверху подается парогазовая смесь и, через большую горелку, предварительно нагретый технологический воздух (компоненты кислорода и азота). Сначала происходит частичное сгорание, т. е., частичное окисление. Затем смесь проходит через каталитический слой, расположенный в средней части реактора риформинга, и происходит окончательное преобразование оставшихся компонентов метана.

Для надлежащего и непрерывного контроля такого сложного процесса во многих слоях катализатора с помощью специально разработанных многозонных датчиков температуры WIKA регистрируется правильная температура. Благодаря прочной конструкции и защите чувствительных элементов от вредного воздействия водорода, такие датчики обеспечивают возможность резервного измерения, стабильного в течение долгого времени.

Реакторы конверсии воды и газа

Окись углерода, образующаяся в процессе риформинга, негативно влияет на последующий синтез аммиака, поскольку оказывает вредное воздействие на используемый в нем катализатор. В высокотемпературном реакторе конверсии и низкотемпературном реакторе конверсии при добавлении пара окись углерода преобразуется в углекислый газ. На последующих стадиях процесса в скруббере и метанаторе возможно более эффективное отделение CO₂ от потока среды.

Для протекания реакции в высокотемпературном и низкотемпературном реакторе конверсии решающее значение имеет равномерная активность катализаторов. Окись углерода, не вступившая в реакцию, не должна попасть на следующие стадии процесса. Состояние активности и старения можно точно определить с помощью многозонных термометров с несколькими точками, распределенными по слою. Благодаря чему возможно прогнозирование окончания срока службы катализатора на основе данных измерений.

Метанизация

В реакторе метанирования из потока водородно-азотной среды удаляются нежелательные остатки окиси углерода и углекислого газа. При добавлении водорода метанирование CO и CO₂ до получения метана и воды происходит с помощью каталитической реакции.

Для протекания реакции решающее значение имеет равномерная активность катализаторов. Окись углерода, не вступившая в реакцию, не должна попасть на следующие стадии процесса. Состояние активности и старения можно точно определить с помощью многозонных термометров с несколькими точками, распределенными по слою. Благодаря чему возможно прогнозирование окончания срока службы катализатора на основе данных измерений.

Установка для криогенной очистки

В установке для криогенной очистки такие примеси, как аргон, удаляются в изолированном холодильной камере при температуре ниже -170°C, а также регулируется необходимое соотношение водорода и азота для синтеза аммиака.

Для таких низких температур используется ряд вентилей WIKA для измерительных приборов в монофланцевом и игольчатом исполнении (запорное, запорно-спускное и двойное запорно-спускное исполнение). Таким образом обеспечивается надежное и герметичное соединение преобразователей давления и преобразователей дифференциального давления.

Специальные комбинации гильз и датчиков температуры, подходящие для низких температур и особых условий монтажа в изолированных двойных стенах, часто используются в качестве комплексного решения с удаленным датчиком температуры SIL.

Реактор синтеза аммиака

В реакторе синтеза аммиака происходит синтез водорода и азота в аммиак (NH₃) при давлении 150 ... 250 бар и температуре 400 ... 550°C. В вертикальных или горизонтальных реакторах содержится несколько слоев, заполненных катализатором, в которых газовая смесь преобразуется за несколько проходов.

Чтобы обеспечить постоянное давление, необходимое для требуемого синтеза, на входе в реактор производятся измерения с помощью преобразователя с температурной компенсацией / системы с мембранным разделителем (точных даже при высоких температурах).

В ходе многоступенчатой реакции выделяется большое количество тепла, которое отводится с помощью ступеней промежуточного охлаждения. Распределение критической температуры вдоль слоев реактора контролируется несколькими малоинерционными многозонными термометрами с быстрой теплопередачей.

Охладитель аммиака

После синтеза аммиака происходит значительное охлаждение и сжижение газа в несколько этапов с помощью взаимосвязанной системы теплообменников и охладителей аммиака. Для контроля критического уровня часто используются различные резервные датчики. Преобразователи дифференциального давления с цельносварными открытыми мембранными разделителями, соединенными через капилляры, выдают показания гидростатического уровнемера.

Указатели уровня с измерительной герконовой цепью или магнитострикционные преобразователи с двухкамерными системами позволяют пузырькам газа, образующимся при кипении аммиака, беспрепятственно проходить мимо поплавка и, таким образом, обеспечивают проверенное в эксплуатации непрерывное измерение в аналоговом режиме со стабильным сигналом.

Консультации, разработка, внедрение – все от одного поставщика

Точные калибровочные приборы служат отправной точкой в решении задач по тестированию. Однако они представляют собой лишь одну часть высокопроизводительной калибровочной системы. Благодаря широкому ассортименту продукции мы можем разработать для вас комплексное и индивидуальное решение, включающее все необходимые компоненты: с возможностью адаптации к испытуемым изделиям, подачу давления и вакуума, компоненты для контроля давления и точной настройки, вплоть до подачи напряжения и мультиметров для калибровки электрических испытуемых изделий. Нашей сильной стороной является планирование проектов, разработка и создание комплексных индивидуальных систем, разработанных с учетом требований пользователя: от простых ручных рабочих станций до полностью автоматизированных испытательных систем на производственных линиях.

Калибровочная техника и услуги калибровки

Ищете калибровочное оборудование, подходящее для ваших областей применения? Ознакомьтесь с нашим широким ассортиментом калибраторов. Кроме того, воспользуйтесь нашей услугой калибровки для измерения давления, температуры, силы, расхода, а также электрических параметров. В своих аккредитованных калибровочных лабораториях или непосредственно на ваших объектах мы проведем калибровку ваших эталонов и испытательного оборудования независимо от производителей.

Дополнительные услуги

WIKA поддерживает Вас дополнительными услугами – наши эксперты в вашем распоряжении. Сервисные специалисты позаботятся о том, чтобы в случае поломки и ремонта Ваши измерительные приборы в кратчайшие сроки снова стали полностью функциональными. От контроллеров давления и систем с мембранным разделителем до жидкостных термостатов – все это Вы можете приобрести у нас в одном месте. Кроме того, мы установим Ваши измерительные приборы и обеспечим поддержку при вводе оборудования в эксплуатацию. Благодаря нашим местным специалистам с нами можно связаться по всему миру, мы оперативно реагируем и подстраиваемся под индивидуальные условия. Попробуйте сами.