‚ парциальным давлением СО,. В то же время слабая зависимость

растворимости СО, от давления в водных растворах МЭА является
одним из недостатков МЭА очистки. Чем выше общее давление и кон- ›
центрация СО, в газе, тем относительно менее экономична МЭА.

ГЛАВА У

Жеслочи
лаы

ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ОКИСИ УГЛЕРОДА
нЕЧрЕлаы ЛЕну

рентабельна с увеличением начальной концентрации СО, в газе.
Целесообразно Ьомбинировать ее с МЭА очисткой в качестве второи
ступени и с щелочной доочисткой газа.
Преимущество распространенной МЭА очистки заключается в возможности легко осуществить тонкую очистку от СО,, недостижимую
при физической абсорбции, при которой растворимость определяется

очистка.

В зависимости от способа получения и очистки от двуокиси угле-

рода конвертированный газ содержит 0,3—4,0 объемн. % СО, 0,001
—
2,5 объемн. % СО,, а также метан, аргон и следы кислорода. Желательна возможно более полная очистка конвертированного газа
от укаванных примесей, особенно от кислородсодержащих, являющихся ядами для каталиваторов синтеза аммиака.
Для производства синтетического аммиака в авотоводородной
смеси практически допустимо следующее содержание примесей
(в см%/м3): 10—20 СО, до 5 СО,, до 20 О,.- В сумме кислородсодержащих примесей должно быть не более 25 см%/м?.
Для очистки газов от окиси углерода используются следующие.
способы:
1) каталитическое гидрирование;

2) промывка гава жидким авотом;
3) медноаммиачная очистка под давлением.
1. СЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ОКИСИ И ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА
КАТАЛИТИЧЕСКИМ ГИДРИРОВАНИЕМ

Очислтка авотоводородной смеси и водорода каталитическим гидрированием основана на протекании следующих реакций:
СО -- 3Нь = СНа -- НоО -- 493 ккал (206,4 кДж)

(У.10)

СО»--4Но == СН,--2Но0 -- 39,5 ккал (165,4 кДж)

(\.2)

050а - Но == НьО -- 57,6 ккал (241,16 кДж)

(\.3)

Все реакции гидрирования являются экзотермическими и в условиях проведения процесса очистки их следует рассматривать как:
необратимые, что повволяет доститать практически полной очистки
гава от кислородсодержащих примесей (СО, СО, и О,).
Теоретическое повышение температуры при
тидрировании
1 объемн.% соответствующей примеси составляет: СО — 70, СО, —
60 и О, — 160 °С. Очистка гавов каталитическим тидрированием
проводится в широком интервале давлений. Температура процесса
15 Заказ 984

295

мкеяеекааьоахали
ол ожаатаримсеннемого катализатора. Основу катали=

ЁЕго недостаток заключается
в увеличении концентрации метана
в азотоводородной смеси, идущей на синтез аммиака. _

заторов гидрирования составляют такие активные компоненты, как
никель, железо и металлы платиновой группы. Наиболее распространены никелевые катализаторы, так как никель обладает высокой
активностью в отношении реакции гидрирования СО.
В зависимости от концентрации кислородсодержащих примесей

Установка метанирования. На рис. М-1 приведена схема процесса метанирования газа после низкотемпературной конверсии
окиси углерода и удаления основного количества двуокиси углерода
путем моноэтаноламиновой очистки под давлением.
Конвертированный газ подогревается в последовательно включенных теплообменниках: в первом — конвертированным газом после
второй ступени конверсии СО, во втором — конвертированным газом

в авотоводородной смеси или водороде применяются различные
способы каталитического гидрирования (табл. У-1).
`
'
- Таблица У-1. Способы очистки каталитическим гидрированием

#а фракел

- | ющий
Непродуциру| Продуцирупредката- |ющий предкали

тализ

|
<

®
®

58

а:

Концентрация — кислородосодержа- | 0,3—0,68 | Не более 0,1 | Не более
щих примесей в исходном газе, | (макс. 1,8)
0,05
объемн. %
`

Катализатор

Никель- | Никельхромо-| Железный

Температура, °С

алюми- |вый, железный | плавленый
ниевый
плавленый
250—300.
200—250
550—650

Давление

Среднее

250—330

Среднее

и высокое

ЗЕ

5

Ё'Ч

б

.
ОЕ
=

3

|Ё

ё__)

$

б

5
Е
5)

Ы

5

7

Воба на питание котлов:
Вода на двазрацию

линейную скорость газового потока через слой катализатора. При

этом каталитический процесс переходит во внешнюю-диффузионную _
‚область и скорость гидрирования СО‚ резко возрастает, приближаясь
ж скорости, наблюдаемой при отсутствии СО.
Преимуществом процесса каталитического гидрирования является
возможность достижения тонкой очистки.

=

газ — пита-

тельная вода; 5 — теплообменник газ — недеаэрированная вода; 6 — воздушный
холодильник газа; 7 — влагоотделитель; а — байпасный клапан; Рд — регулятор
давления; Рт — регулятор температуры; 6 — отсекатель; Т — блокировка по тем-

пературе,

после первой ступени конверсии СО от температуры 35 до 300 °С,
и поступает в метанатор 2. Температура газа перед метанатором
поддерживается автоматически с помощью байпаса холодного газа
мимо теплообменника 2. Газ поступает в метанатор сверху, проходит
‚ слой никельалюминиевого катализатора, на котором осуществляется
тидрирование СО и СО, до метана.
Начальное содержание в исходном газе 0,5—0,65% СО и 0,01
—
0,03% СО,; остаточное содержание в очищенном газе 10—20 смё/м
СО и 5 см*/м® СО.
:
Очищенный газ — авотоводородная смесь
— при 350 °С поступает

лЕ "5'-'—“1'3*‚'__,.[ь—ч_‘-‘ ля

стоинством никельалюминиевого катализатора перед никельхромовым является высокая термостойкость (выдерживает нагревание
до 600—650 °С), остаточное содержание СО в газе составляет менее
10 см%/м®. Никельалюминиевый катализатор работает в восстановленном состоянии. Восстановление катализатора ведут при 300—
400 °С водородсодержащим газом. Никельалюминиевый катализатор
допускает присутствие влаги в гаве до 50%, соединения мышьяка
и серы действуют на него отравляюще.
Присутствие в газе двуокиси утлерода и кислорода нёе влияет
на процесс гидрирования окиси углерода. Напротив, гидрированию
двуокиси углерода препятствует присутствие в газе окиси углерода,
Для повышения скорости гидрирования СО, следует увеличить

©

Рис, \-4. Схема установки метанирования:
1, ® — теплообменники газовые; & — метанатор; & — теплообменник

1100 кг/м?. При давлении 20—40 кго/см® (2—4 МН/м?) объемная

вн

`

5Е

{02 на очистни.

скорость на этом катализаторе допускается 4000—15 000 ч !. До-

еча
рн — е

®

е

ЕО

ы

Высокое _

Для метанирования применяется никельалюминиевый каталиватор на носителе, содержащий 20—40% никеля. В состав сго входят
окись алюминия, соединения магния и кальция. Катализатор имеет
форму таблеток. Насыпная плотность такого катализатора 1000—

226

ВЕ

ГаЗобый

МЁЁЁЁО

КОНбвЯСат

Цараметры процесёа

)>-

х

в теплообменники 4 и 5, где, охлаждаясь, нагревает воду, подаваемую
на питание котлов-утилизаторов и на деаэрацию. В этих теплообменниках газ охлаждается до 70—178 °С.
Дальнейшее охлаждение и конденсация водяных паров из газа
осуществляются в аппарате воздушного охлаждения 6. Охлажденная
до 40 °С авотоводородная смесь под давлением 25 кгс/см? (2,5 МН/м*)
проходит влагоотделитель 7, где отделяется газовый конденсат,
и направляется на компрессию.

15%

`

227

‚ Увеличение концентрации СО и СО,?в поступающем на очистк
у
газе сопровождается повышением температуры в метанаторе ва счет
протекания сильно экзотермических реакций гидрирования (М.!)
и (.2). Проскок СО или СО, при резком нарушении нормального
технологического режима или в аварийных случаях может вызват
ь
недопустимый для катализатора и корпуса метанатора подъем
температуры. Предельная концентрация (СО -- СО,) допускается
не
более 1,8 объемн. % . Во избежание недопустимого повышения температуры в метанаторе предусмотрена защитная блокировка, срабатывающая при температуре в метанаторе 430 °С. При этом закрывается
отсекатель на линии подачи газа в метанатор и-газ через регуля
тор
давления. выбрасывается на факельную установку до метанат
ора.
Метанатор представляет собой вертикальный шахтный аппара
т
© эллиптическим днищем, внутри которого расположен слой таблето
к
(5 Х 5 мм) никельалюминиевого катализатора.
.
Объемная скорость газа в метанаторе около 4000 ч 1, линейная —
0,35—0,4 м/с.

Жидкий азот можно использовать для промывки от окиси углерода конвертированного или коксового: тазов. Для этой цели г]хчри—

Теплообменное оборудование представляет собой типовые тепло=

В этих условиях доститается пракСобеджание СО, %
и полное извлечение окиси
Ё*ЁЁЁЁД&. Расход жидкого азота — Рие. \-2, Зависимость расхода прозличМЫВНОГО азота (4) на 100 м3 конвердля промывки зависит от ра
‚тированного газа от содержания СО

На очистку 1000 м% авотоводородной
метанирования расходуется:

смеси

Катализатор никельалюминиевый на термостойкой осНОН
М об е шо щ о в
оан с лапены з оь
Электроэнергия на воздушнов охлаждение, кВт:ч
.

Вода оборотная (при замене воздушного охлаждения
ВОДЯШіШ)‚мад_!з;.гс!!;_і3|"!ір

на

установке

Используя азот такой чистоты в качестве абсорбента, принципиально
можно достигать высокой степени очистки от СО и метана и иметь

незначительное остаточное содержание кислорода. _
Таким образом, путем промывки авотеводородной смеси жидким
азотом можно получить чистую смесь, практически не содержащую
каталитических ядов и инертных примесей (для синтева аммиака)‚
что является большим преимуществом этого способа очистки.

ОНЕ0(
‚
2

В установках непродудирующего предкатализа процесс тидрирования протекает в колонне синтеза на никельхромовом катали
ва-

торе при 200—250 °С. Такая температура поддерживается путем

нагревания газа электрическим подогревателем. После контактирования гав поступает в холодильник, где конденсируются образу_
ющиеся пары воды, а затем подается на синтез аммиака.
В установках продуцирующего предкатализа процесс гидрирования может протекать и на обычном катализаторе синтеза аммиака
при 550—600 °С. В этом случае в колонне гидрирование СО, СО,
и О, происходит одновременно с синтезом аммиака.
В процессе продущирующего предкатализа не требуется затрат
электроэнергии и вырабатывается дополнительное количество аммиака. Однако в последнее время этим установкам предпочитают установки — непродудирующего — предкатализа, — что — объясняется
кратковременностью пробега катализатора в колоннах продуцирующего предкатализа.
2. ПРОМЫВКА ГАЗОВ ОТ ОКИСИ УГЛЕРОДА ЖИДКИМ АЗОТОМ

Жидкий авот хорошо
растворяет — окись углерода, — кислород, аргон ‘и метан. Этот процесе основан на физиче
ской
абсорбдии.
:
228
'
’

газе

при

©

\

й

в

1

(14—30 кго/см?, или 1,4—3 МН/м?).

|

3

Абсорбция окиси углерода из

конвертированного гава жЖидким
авотом осуществляется при весьма
(около
температуре
низкой
—190 °С) и повышенном давлении

ных условий.

.

2астой азота, му/бОмн гага
^
5
с
<5
Че

обменные аппараты; кожухотрубчатые, с О-образными трубка
ми
или одноходовые с плавающей головкой.

меняют чистый азот, содержащий 99,998% основного вещества (№.).

Р

5

избыточном

5

7

давлении

На рис. \М-2 показана зависи- — 25 кте/см? (2,5 ЬЁЁДЁ‘З) Ё РЁЁЁЧПЬЁ‘Х
мость расхода промывного

азота

ТЭМПЕРаТЁЁЪЁОЁЁ : кот.;х на

а

оМ
от содержания СО в газе при , МВа
различной температуре в расчете „ра т, — 8 К и Т, — 85 К; # — при
т = 90 Ки 1, = 95 К.
на 100 м% исходного газа ;:гр]Ё
м давлении 25 кгс/см
Ё‚ббЬЁЁЁ‘ЁЁ).дИз рисунка видно, что изменение концентрации СО
в газе мало влияет на расход азота, температура же оказывает ЁНЁ_:
чительное влияние (при повышении температуры от 83 до б9
расход азота возрастает примерно в 1,5 раза). С увеличением о ЩЭЁ
давления расход азота на промывку уменьшается почти пропорц;
онально давлению. Расход авота на промывку снижается также
ыы
с уменьшением содержания азота и метана в исходном газе.
:
низк
при
азотом
жидким
` Перед отмывкой окиси углерода
температурах необходимы предварительное сжатие газа и очистка его
от двуокиси углерода и окислов ‹азота. Дв;уокпсь углерода легке
сжижается (критическая температура 31,1 °С) и при температуре
до охлаждения газовой
ниже —70 °С кристалливуется. Поэтому
смеси перед промывкой следует удалить из нее СО,, что позволит
предотвратить забивание аппаратуры твердой двуокисью углерода.
° Из конвертированного таза Чеобходимо также удалить окислы
авота, образующиеся при высокой температуре в конверторе м%тапа.
Присутствие окислов азота в аппаратах низкотемпературного блока
отмывки гава жидким азотом весьма нежелательно и опасно, так как
окислы авота образуют с органическими веществами, содержащимися в газовой смеси, различные нитросоединения, способные
229

самопроизвольно разлагаться со взрывом. Допустимое содержание
окислов азота в конвертированном газе на входе в агрегат промывки
составляет 0,02 см“/м® (в расчете на №0).
`Для более надежной работы агрегатов отмывки окиси углерода
жидким азотом предусматривается предварительная каталитическая 3

очистка конвертированного газа от окислов азота.
Агрегат каталитической очистки газа от №0 состоит из теплообменника и реактора. Реактор представляет собой цилиндрический

аппарат с центральной трубой, в которой размещен электрический

подогреватель газа. КЗТВ.ЛИЗ&ТОР‚ в состав которого входят соеди-.
нения палладия и рутения, нанесенные на активную окись алюминия,
располагают в реакторе двумя слоями, газ проходит. через них в на:

правлении сверху вниз.

На катализаторе при температуре до 220 °С протекают следутощие реакции:

2МО-Н5Н» —> 2Н.0--2МН,
ЭМО --2Н» —
> 2Н.‚0 --№

0,502--Н; —> Н0
Непредельные
тидрированию

углеводороды
-

в

этих

(\.4)
(\.5) -

(У.3)
условиях

подвергаются
:

В процессе каталитической очистки газа, содержащего углеводороды, окись углерода, кислород и водяные пары, протекает
конверсия СО с образованием СО,. Поэтому после каталитической
очистки газа от окислов авота необходима его дополнительная очистка от двуокиси углерода.
Считают целесообразным осуществлять каталитическую очистку
от окислов азота сжатого конвертированного гава до второй ступени
моноэтаноламиновой очистки от СО,, чтобы обравующуюся за счет
протекания побочных реакций двуокись углерода удалять моноэтаноламином. В некоторых случаях вместо проведения каталитической
очистки конвертированного газа от окислов азота предусматривают
угольные и силикателевые адсорберы, располагаемые в низкотемпературном блоке.
Установка отмывки СО жидким азотом

Существующие установки отмывки СО жидким авотом различны
в зависимости от методов получения холода.
Охлаждение основного количества конвертированного газа происходит вследетвие теплообмена с обратным потоком азотоводородной
франции и за счёет аммиачного холодильного цикла. Потери холода
покрываются дросселированием азота и окисъуглеродной фракции.

Для этой цели азот сжимают до высокоге давления (200 кгс/см?,
или 20 МН/м?) или до среднего давления (26 кгс/см?, или 2,6 МН/м?).
230

Азот дросселируют до давления конвертированного газа в агрегате. Окисьуглеродную фракцию, т. е. часть конвертированного
таза, которая сконденсировалась в агрегате при глубоком охлаждении, дросселируют от давления конвертированного газа в агрегате
до низкого давления: менее { кго/см® (0,1 МН/м?), или заставляют расширяться в турбодетандере с совершением внешней работы.
Имеются схемы, где холод получается при испарении жидкого
азота, предварительно сконденсированного в агрегате разделения
воздуха.
:
Ниже рассматривается технологическая схема (рис. У-5) агрегата
отмывки с применением азота высокого давления, включеющая
следующие стадии:

:

1) предварительное охлаждение и осушка исходного газа; .
2) глубокое охлаждение исходного газа и частичная конденсация его компонентов;
3) отмывка СО, СН, и Аг в промывной колонне.
_
Холод, необходимый для глубокого охлаждения газа и сжижения
части его компонентов, создается © помощью аммиачного холодильного цикла, а также за счет рекуперации холода обратных потоков
азотоводородной фракции и азотного цикла’ высокого давления.
В соответствии © этим, в агрегат отмывки окиси углерода жидким
авотом входят блок предварительного охлаждения и осушки исходного газа, низкотемпературный блок и блок предварительного охла
ждения и осушки азвота высокого давления.

Поток конвертированного газа

м

Сжатый до 28—30 кге/см? (2,8—3 МН/м?) конвертированный газ
подвергается каталитической очистке от окислов азота, моноэтаноламиновой очистке под давлением, щелочной очистке и поступает
в агрегат отмывки жидким азотом. Примерный состав поступающего

газа (в %):
НО1 ОЫ
С0

СН,

оо 3

ВЕН

ОМ
(0

ЗМ
оЬ

ое

0Й

« -- 0,4—0,6

Тав при температуре 20—40 °С проходит два последовательно
переключаемые предаммиачные теплообменника 7. Теплый газ идет
в межтрубном пространстве первого по ходу гава теплообменника
и отогревает его, двигаясь сверху вниз.
Во втором теплообменнике гав, проходя снизу вверх, охлаждается
до минус 24 — минус 35 °С обратным потоком азотоводородной фрак-

ции, которая движется в трубках теплообменника сверху вниз,
нагреваясь при этом от минус 45 — минус 50 до 10—20 °С. Содержащаяся в газе влага вымораживается на поверхности трубок теплообменника. Когда
во втором теплообменнике выделится большое
количество льда, теплообменники переключают. В период отогрева
231

фильтры для очистки исходного га за от пыли з 18 — фильтры для очистки азота высокого давления
20, 22 — фильтры; 21 — силикателевые адсорб еры; 28 — фильтр для тонкой очистки авота от масла.

[

©
Га
©

в
Е
<

8&
—

©
©

от пыли; 19 — угольные адсорберы;

(=180= —188%)

бысокого байления

00349/гобание

Выи лВ. иблоЧНое`

=й
Язот 202
Изот на

Рис. \-3. Схема промывки газа жидким авотом:

идкая туранция СО

Жидкая метановоя
пвакция из испорителя

2

ъ
га

Жийки, й аз0т {7897 —104%)

газ

НЕЛЕ
С.

5.

Е

=

\Ё

менники

мН сидк.\

Ё

| е

<

Ё'Ё‘

он8

Н

ВЕВЕ

оВ ВаВ
ШФЁ“Ё

Вн,

чанва

Енсбем
СМеСЬ.

изотавоворовная

_._'__.…_____.______Ъ.____ _МНа

(теплообменники исходный газ — азотоводородная фракция); 2 ‚ 18 — влагоотделители;
исходного газа; 4 — осушитель исходного газа; 5—? — теплообменники исходно то газа; &
— исёшритель;
— предаммиачные теплообм енники :азота высок ого давления; 11 — сепаратор; 18 — ам миачные теплоо менники
рберы для осушки азота высокого давления; 15 — теплообменники азота высокого давления; 16 —

Азот

Высокого
ОаЁления

грракиия

_____.____________`

Фракция СО
Азотабой,'оробвая

Фракция СО

"Н — ле оан
че
-—

шаы шо
— от

Ё

е
©
©

Ё:-шд:'_п
ЁЩШОЩ

кНдаВ
ФЁЗЁ=
-

ЕЕЕ
«Е

ИЕ
128

тч о е сН

теплообменников лед тает и вода стекает во влагоотделитель &,
откуда периодически сливается в бак (на рисунке не показан).
Дальнейшее охлаждение газа до —40 °С производится кипящим
жидким аммиаком в параллельных аммиачных теплообменниках &.
По мере забивки их льдом теплообменники переключаются, для их
отогрева подается теплый аммиак. Влага также периодически сливается в бак, сконденсировавшийся аммиак направляется в емкость
на холодильной установке (на рисунке не показано).
3
Из аммиачных теплообменников & газ поступает в осущитель 4,

заполненный алюмогелем, ватем в один из двух попеременно работатощих фильтров 77 и далее направляется в низкотемпературный блок.

Здесь газ последовательно проходит теплообменники 2, 6 и 7 и охла-

ждается от —40 до — 188 °С обратным потоком авотоводородной
фракции, нагревающейся при этом от —194 до —45 °С. На рис. У-8
показаны угольные адсорберы 79 и силикагелевые адсорберы 2/
для очистки исходного газа от окислов азота, устанавливаемые,
между аппаратами 5—
7. Если в схеме предусмотрена каталитическая
очистка гава от окислов авота до агрегата отмывки СО, эти адсорберы
отсутствуют.
Далее газ поступает в испарителъ & и, проходя по трубкам снизу
вверх, охлаждается до минус 189 — минус 194 °С и частично кон-

денсируется. Хладоагентом является фракция окиси углерода,
поступающая из промывной колонны 9 в межтрубное пространство
испарителя &8, где она кипит при избыточном давлении 0,1—
0,3 кте/см® (10—30 кН/м?).

Фракцдия отводится в виде парожидкостной (влажной) смеси

из верхней части испарителя при температуре минус 192 — минус
194 °С в теплообменник 75 азота высокого давления.
Газ из испарителя & направляется в промывную колонну 9 © ситчатыми тарелками для отмывки окиси углерода жидким авотом.
Из верхней части промывной колонны выходит авотоводородная
фракция, содержащая примерно 91—93% Н,, при температуре

минус

189 — минус

194°( и давлении

25—27 кгс/см?

(2,5—

2,7 МН/м?). Из нижней части промывной колонны отводится фракция

окиси углерода.
Азотоводородная фракция далее охлаждает исходный газ в трех
теплообменниках 5—7 низкотемпературного блока и в предаммиачных теплообменниках 7. При этом она нагревается до 20 °С. На выходе из агрегата в авотоводородную фракцию дозируют чистый азот
до стехиометрического соотношения водорода и азота (75% Н,
)
)
и 25% №.).
‚ Фракция окиси углерода дросселируется © помощью вентиля.
или регулирующего клапана до 0,1—0,3 кго/см® (10—30 кН/м?)
и направляется в испаритель &8, где охлаждает исходный гав.
Конденсат, выделяющийся из конвертированного газа в трубках
испарителя &, отводится из его нижней части, дросселируется через
вентиль или регулирующий клапан до 0,1—0,3 кге/см? (10—30 кН/м*)
и поступает в межтрубное пространство теплообменника 75.
233

Оощии поток фракции окиси углерода из межтр
убного пространства и трубок испарителя & входит в теплообмен
ник 75, где СО
испаряется и нагревается до —45 °С. Далее, пройд
я один из предаммиачных теплообменников 70 азота высокого
давления, фракция
окиси углерода нагревается до 20 °С и удаляется
из агрегата в коллектор. Примерный состав 'фракции (в %):
:

КрОВЕоля
ССа

ЛЕН,

оЕЕЕ 80

НЕоАЫ
О
НН
ОНОН

ае ое ов

.

)

Таблица К-2. Расходные коэффициенты на промывку конвертированного газа
жипким авотом

Чистый азот, содержащий не более 20 см%/м3 О, (0,002
объемн. %)
и около 0,01% Ат, сжимается компрессором (на рис.
\-3
не
показан)
до 26—28 кгс/см® (2,6—2,8 МН/м?). Затем часть
азота отбирается
для дозирования в азотоводородную фракцию,
а остальное количество азота сжимается до 200 кге/см? (20 МН/м?) и
поступает в агрегат промывки через масляный филъьтр высокого давле
ния.
Авот высокого давления охлаждается в предаммиач
ных теплообменниках 70 до —18 °С. фракцией СО, выход
ящей из низкотемпе-

ратурного блока. Далее азот поступает в один из
аммиачных теплообменников 72, где охлаждается до — 40 °С.
Отсюда азот высокого давления направляется через
влагоотделитель 73 и фильтр 23 тонкой очистки от масла в адсор
беры 74 для

осушки, проходит фильтр 78 для очистки от части
ц адсорбента и поотупа

ет в низкотемпературный блок. Здесь в теплообмен
нике 75
авот охлаждается до минус 180 — минус 188 °С-об
ратным потоком

фракции окиси углерода. После теплообменника
75 холод

ный азот
дросселируется до 26—28 кго/см? (2,6—2,8 МН/м?) в
змеевик испарителя-8, в котором охлаждается кипящей фракц
ией СО до минус
189

— минус 190 °С и сжижается. Далее жидкий азот
поступаст
в промывную колонну 9.
`
При нормальном установившемся режиме для снижения
расхода
жидкого азота в промывной колонне 9 и в случае време
нной необходимости получить дополнительное количество холода при
повышении
температуры исходного гава на входе в испаритель
& производят
внутриблоч
азота

в

азотоводородную

фракц

ию,
соответственно уменьшая расход азота среднего давле
ния на дозировку вне блока. В обоих случаях часть авото
водородной фракции
по выходе из промывной колонны 9 передается в
дополнительный
тепло
обменник 76 для охлаждения азота высокого давле
ния, отбира-

емого на дозирование.

Из теплообменника 76 эта часть авотоводородной фракц
ии напра

вляется вместе с выходящим из низкотемпературного блока
основным
ее потоком в теплообменники /7. При внутриблочном
дозировании
часть азота высокого давления охлаждается в тепло
обменнике 76
от —40 до —170 °С, дросселируется через вентиль от
200 до 26—
28 кгс/см? (от 20 до 2,6—2,8 МН/м?) и присоединяется
к азотоводо234

жание его в смеси возрастает до 10 —12%.

Расходные коэффициенты на промывку жидким авотом приведент
в табл. У-2.

Лоток азота,

ное дозирование

родной фракции, входящей в теплообменник 7. Теплообменнш]-:'1 16

используется также в период пуска установки и наладки реж ЬЁЪ
Азотоводородная смесь по выходе из агрегатёа до дозировбан я
азота должна содержать 91—93% Н,, 7—9% №, и не оле‹Ё
0,002 объемн.% СО. При внутриблочном довировании азота содер

' На 1000 м3
ГЗЗЁ[ЁЁНЁРО_

Показатель

(при 0 °С,

На1 т

На 1 т азота`

аммиака

760 мм *рт. ст.)

Азот высокого давления (200 кге/см?,

з…Т„ 20 МН/м?), м% .. я : }'Ь' °

Азот

среднего

давления

ИлИ ЗРМН/МЗ)‚ мЗ

ооа

кгс/см?,

о

Амі\шачный холод (—45° С):

о
НАО аГОЕ ОНИ
Элентроёнергпя, нВт-ч
Вода И
и оааа оЕННЕ НОЬ
Отходы фракция СО, м® .. .....

177
‘ 220

390

|

478

485

595

н

ы

В

29 600

65 000

7900

110ё

2?:"›50

1900

400

:

8
:
485

Технологический режим агрегата отмывки, его регулирование
и контроль
Нормальный режим работы агрегата отмывки СО жидким аі?;г;›(;\_[

характеризуется постоянством расхода исходного газа, ё}ЗЁЁЁ\ ок)иси
кого давления, потоков азотоводородной смеси и фракц НЕ
углерода, стабильными температурой и давлением на сооляю : 131(11
тощих участках агрегата и перепадами давлений, ОПРЁЁ газвых
тидравлическое сопротивление аппаратуры прохожден П
потоков, минимальной разностью температур потоков н
блок‚;
и холодном концах теплообменников пиакетемпературногоо : жаі
постоянством уровней жидкости в аппаратах и стабильным содер
МО Нии
нием окиси углерода в авотоводородной фран„ции.
д
смеси
Ё/ЗО:;ПЁОДОРОДНОП
Содержави%/ ПЗРЁЁВСВЁОВ
13/М.
и 20 см“/м®
О,.
›
:
й Ё)Ё;Ёеоёзсіёчеішя нормалъного технологического режима агрегата
отМмЫВКИ ПВОбХОДИМ ТЩЗТВЛЬПЫЙ и непрерывный контроль за показа-,

телями режима по приборам; часть параметров поддеЕ›ЁЁЁа‹;Ъ(;ЁЪЁЁ _
заданном уровне автоматически. В агрегате предёсомр Ёспарителе :
в о
тическое регулирование уровня жидкой фракции СО
и в промывной колонне 9 и давления в пр‹эмывноиишэлпнв0 н
соответствующего изменения количества выходящей авотоводор
235

фракции). На щит управления выведены штурвалы вентилей для
ручного регулирования давлений: авота на входе в испаритель &

и промывную колонну 9, фракции СО на выходе из колонны 9 и испа-

рителя &, азота на входе в теплообменник 7 конвертированного
таза.
‘
а
'
Переключение предаммиачных и аммиачных теплообменников
конвертированного газа и азота высокого давления производится

вручную. Предаммиачные теплообменники переключают, когда пере-

пад давления по ходу газа доститает { кгс/см° (0,1 МН/м?) и его
температура на выходе из второго по ходу газа теплообменника
возрастает с — 24 до —21 — —419 °С.
3
'
На линии азота высокого давления (200 кгс/см?, или 20 МН/м?)
переключение предаммиачных теплообменников производят при повышении температуры азота от минус 18 до минус 13 — минус 15 °С.
Предаммиачные теплообменники на линии исходного газа переключают каждые & ч летом и 8 ч зимой, на линии азота высокого давления — через каждые 8 ч независимо от времени года.
Цереключение аммиачных теплообменников необходимо, когда
температура исходного газа или азота на выходе из этих аппаратов
превысит на 83—5°С установленную регламентом температуру,
а перепад давления по ходу конвертированного таза доститнет
{1 кге/см? (0,1 МН/м?). Аммиачные теплообменники конвертированного газа переключают через каждые 6 сут, теплообменники азота
высокого давления — через 12 ч.
В процессе нормальной эксплуатации агрегата систематически
через каждый час в контрольном журнале записывают показания
основных приборов.

В верхнюю, средиюю и нижнюю часть кожуха низкотемпературного блока подводится авот для создания защитной подушки инертного газа на случай пропуска в кожух горючих газов. При этом.
поддерживается избыточное давление азота не выше 60 мм вод. ст.

(600

Н/м?),

обычно оно

составляет 10—20

мм

вод.

©ет.

(100—

;
200 Н/м?).
‚Аналитический контроль производится на следующих участках
агрегата: пробы азотоводородной фракции отбирают из промывной
колонны 9 и на выходе из агрегата для анализа на содержание Н,
и СО. Конвертированный (исходный) газ анализируюна
т содержание
СО и №. Фракцию окиси углерода отбирают на анализ на выходе
из испарителя &, промывной колонны 2, из низкотемпературного
блока и на выходе из агрегата. Особо важным и ответственным элементом контроля является определение содержания окислов азота
в конвертированном газе перед агрегатом отмывки, которое производится через каждые 2 ч (определение основано на окислении №О
кислым раствором К Мп0, с поглощением образующейся №0, реактивом Грисса — смесью растворов сульфаниловой кислоты и о-нафтиламина).

236

Пуск и остановка агрегата отмывки
Пуск агрегата. Перед пуском агрегата отмывки СО жидким азотом
проверяют герметичность трубопроводов. и арматуры, а также подвергают опрессовке системы азота высокого, среднего и низкого
давления. При опрессовке системы высокого давления ее выдерживают в течение 24 ч при 200 кте/см? (20 МН/м?), при этом утечка гава
не должна превышать 3%. Давление после опрессовки снижают
медленно, не более чем по 10 ктс/см? (1 МН/м?) в 1 мин.
_
Опрессовка системы среднего давления производится в два этапа:
сначала проверяют только низкотемнературный блок, затем низкотемпературный блок совместно с блоком предварительного охлаждения. Опрессовка низкотемпературного блока производится раздельно
по потокам исходного гава и авотоводородной фракции, давление
опрессовки до 80 кге/м? (3 МН/м?), выдержка 24 ч. За это время
допускается утечка не более 2% газа. Давление снижают только
через линии продувки низкотемпературного блока.
.
д
При опрессовке системы низкого давления — испытательное
избыточное

давление

составляет

‹0,5

ктс/см®

(50 кН/м?),

да-

вление повышают со скоростью не более 0,1 кге/см® (10 кН/м?)
в 1 мин.
:
:
_
Утечка газа при выдержке в течение 24 ч не должна превышать э%.
!
После «теплой» опрессовки агрегата и испытания его на терметичность производят сушку авотом (подаваемым из агрегата разделения
воздуха с помощью азотодувки) низкотемпературного блохіа и линий
азотоводородной фракции при температурс азота 60—80 °С. Сушку
продолжают до постоянного содержания влаги в азоте на входе и выходе

из

различных

аппаратов.

Влажность

авота

контролируется

весовым методом.
Для удаления масла из линий азота высокого давления и теплообменников 75 и 76 (см. рис. М-3) их продувают авотом. Затем низкотемпературный блок подвергается контрольным испытаниям на
герметичность на холоду («холодная» опрессовка). При охлаждении
блока в этот период «замораживания» скорость понижения температуры должна быть не более 4—5 °С в 1 ч. Охлаждение осуществляется © помощью аммиачного холодильного цикла с использованием холода авота высокого давления. Его дросселируют и подают
через змеевики испарителя в промывную колонну. Далее по пути
конвертированного газа, авотоводородной смеси и фракции СО азот
высокого давления отводится в коллектор и удаляется в атмосферу.
При отсутствии теплоизоляции температуру в колонне удается
снизить до — 120 °С.
‚
По достижении возможно более низкой температуры и выдержки
при ней блока в течение 2 ч медленно повышают давление до рабочей
величины на линиях авота высокого давления, исходного газа и азотоводородной фракции (в линии подают азот) и производят внешний
осмотр всех соединений.
:
257

я

Кожух блока может быть засыпан теплоизоляцией при отсутётвии

утечек газа после отогрева и контрольного испытания блока в «теплом» состоянии, во время которого все соединения проверяются на
герметичность обмыливанвием. После засышпки теплоизоляции в кожух
низкотемпературного блока агрегат подготовляют к пуску с
: Пуск агрегата отмывки жидким азотом состоит из с'›пераций
паъ;‹(›эіе;живания низкотемпературного блока, накопления жидкости,
р
таза и наладки нормального режима. Источником холода
при замораживании низкотемпературного блока кроме аммиачного
холодильного цикла является азот, дросселируемый от 200

3—7 кго/см? (от 20 до 0,3—0,7 МН/м).

|

3

На первой стадии замораживания охлаждают пути конвертиро-

ванного газа и фракций. В течение этого периода температура в блоке

понижается до минус 170 — минус 175 °С, а на выходе газа,

азото-

водородной фракции и фракции СО — до —40 °С. На второй’ с(та И
замораживания в блок подают исходный гав и собирают жицко'г::ть
в межтрубном пространстве испарителя и основного теплообменника
взота высокого давления, а также в кубе промывной колонны
ШПроцесс замораживания заканчивается, когда температура. ‚газа
на выходе из аппаратов Эи 75 (см. рис. У-3) достигнет — 40 °С (и ниже)
и установится нормальный уровень жидкости в кубе промывн:)й
колонны 9, мернике жидкого азота, в трубках и межтрубном пространстве испарителя $ и в теплообменнике 75 авота высокого давіения. После этого постепенно повышают давление в системе до рабо-

чего и одновременно увеличивают нагрузку агрегата по газу дорЮ—
15 тыс. тз."ч. По установлении стабильного режима работы агрегата
пусковой период считается законченным.
_
Остановка агрегата. Возможна длительная остановка агрегата
в связи
с окончанием его рабочей кампании и необходимостью ремонта и‘кратковременная (до 8 ч).
.
Перед длительной остановкой, проводимой в плановом порядке,

понижают уровни жидкости в аппаратах &, 9 и 75 (см. рис. \-3)
Для этого несколько уменьшают подачу азота высокого давления

При этом контролируют содержание СО в азотоводородной фракциг'г
на выходе из агрегата. Для полной остановки прекращают подач

в агрегат конвертированного газа и авота высокого давления и заЗЁ
крывают выход авотоводородной фракции. Снижают давление кон-

вертированного

газа и азота

высокого

давления в

предаммиачных

и аммиачных теплообменниках. Из куба промывной колонны и испарителя сливают жидкость, в аппаратах и коммуникациях низкотемпературного блока также снижают давление. При сливе жидкости
из межтрубного пространства испарителя в нем поддерживается
‘избыточное давление около 0,3—0,5 кгс/см? (30—50 КН/м?), во всех
аппаратах такяе поддерживается избыточное давление в пределах .

0,1—0,2 кге/см? (10—20 кН/м?). Агрегат отмывки выдерживают в этих
условиях в течение 6—8 ч, после чего начинают отогрев: азотоххх
В случае кратковременной остановки агрегата прекращают подачу конвертированного газа и азота высокого давления и закрывают
238

о уровня
выход азотоводородной францйй. Для поддержания нужног

мере слива
° жидкости в кубе промывной колонны необходимо по
испарианство
простр
убное
межтр
в
её
ть
жидкости с тарелок отводи
:
75.
т
аппара
лнять
перепо
теля, но не
ной
Аварийная остановка агрегата. Причинами кратковремен
тироконвер
подачи
е
ащени
прекр
быть
аварийной остановки могут
ной переванного газа (из-ва неполадок в цехах его предваритель
газе
нном:
тирова
конвер
в
работки) и повышение содержания СО,
более 0,006%

или окислов азота более 0,1 смё/м°. Немедленная

давлеостановка агрегата необходима также при резком повышении
ка
пропус
(из-за
№Н,
ния в аммиачных теплообменниках на линии
кании
прони
при
тов),
аппара
этих
таза в аммиачное пространство
ствие
исходного газа в азотоводородную смесь и фракцию СО (вслед
давлеении
повыш
резком
разрыва трубок теплообменника) или при
ния-в кожухе низкотемпературного блока.
блока
Переброс жидкостей из аппаратов низкотемпературного приможет
как
так
стим,
в линии фракций СО и (Н, -- №,) недопу
резкого
вести к разрушению стальных аппаратов и труб в результате
аппамежду
перепада температур. Поэтому на линиях фракции СО
между
ии
фракц
ной
одород
ратами 15 и 70 (см. рис. У-3) и азотов
т ловушки,
аппаратами 5 и 1 или 16 и 1 в агрегатах устанавливаю

из которых жидкость сливают в продувочный бак.
3. ОЧИСТКА ГАЗА ОТ ОКИСИ УГЛЕРОДА
МЕДНОАММИАЧЦЫМ РАСТВОРОМ

° Физико-химические основы процесса

Окись углерода плохо растворяется в воде, бензоле и других
органических жидкостях, поэтому для абсорбции в промышленности
-применяют сорбенты, с которыми окись углерода вступает в химическое взаимодействие. Такими сорбентами являются водные растворы комплексных соединений одно- и двухвалентной меди и амй
миака, содержащие анионы угольной, муравьиной иля уксусно

кислот. Так называемые медноаммиачные растворы различают по
анионам кислоты (карбонатные, формиатные, ацетатные растворы).
Примерный состав производственных медноаммиачных растворов
'
приведен в табл. \-3.
ний:
соедине
В общем виде формулы комплексных

(Си(№Нз)л]
В:

› НзО]Во;
‚ [ Сч(чНа)т

[Сч(ЧНо)АТВ;

[Сч(ЧНа): НоОТВ

тде В — остаток одноосновной кислоты.
‚$оличество аммиака, входящего в состав комплексных соединеизмений, зависит от концентрации свободного №Н, в растворе и
ом
аммиак
ым
свободн
Под
няется в пределах 1—5 моль/г-экв меди.
239

Таблица У-8. Состав медноаммиачных растворов

Нарнбь?і}»’хшт

Компоненты

Ф“%”Ё’Ёт'

** металлическая медь выпадает в осадок
тогда при недостатке Си

содержание, г/л

ОМ
ЛОНЕ ОВ щ аН
ОНО
КАЕН
{КПоет
ОЕр
оИн оАЛОН оА еННЙ
СЧобщ САОоо НАНО О
ЛЕН Н
рн
Н
еео оаОа
ет е НЕ
Кислота

угольная

муравьиная
уксусная

125,8
19,6
145,4
150,4

125—134

948

—
—

645
=

128,2
19,9
1484
1534
/

947

—
пе

1370°
1а
1542
164,9

@Рсо

У со=Й —

о

—
174

понимают его концентрацию в растворе, соответствую
щую пар-

МН/м*; а — коэффициент, зависящий от температуры и состава

раствора (рис. \-4).
образовав
Ё[Ё.ре

по которой 1 г-экв одновалентной меди поглощает
{ моль окиси

углерода. На равновесие реакции (У.8) влияет давление,
температура

Выпадение осадка металлической меди возможно при недост
аточной концентрации двухвалентной меди в растворе,
поэтому для
обеспечения устойчивого равновесия в растворе примерно
15—20%
общего количества в нем меди должно находиться в двухва
лентной
форме.
<
В процессе абсорбции окиси углерода при высоких
`давлениях

наблюдается восстановление водородом и окисью углеро
да двухвалентной меди в одновалентную:

2Си?
-- Н,
* + 20Н-=2Си* ЭНОО
2Си?+-- СО --20Н-=2Си* СО -ННоО

(\.10)
(У.11)

В процессе регенерации медноаммиачного раствора при
повышенной температуре окись углерода, входящая в состав
комплексного
соединения, восстанавливает двухвалентную медь по реакц
ии (У.11),

с

Е
ЕЕЫ,
//

й Е

рсо — парциальноедавление СО,

плексного соединения одновалентной меди, согласно исслед
ованиям
Форстера и Бланкенберга, Ван-Кревелена и Баанса, описыв
ается
реакцией
—
:
[Са(МНа)»]*-- СО -- М№Н; ==> [Сщ(МНа)з ‹ СО]
-- 0
(\.8)

уравнение

рл чИм

о
4
@
У
ПУр
о—
Ут
1 теРоо
=

иоаЕено
й

(М.9)

80

ЕЕ

ы

:

н

селОИ
Ра
аа
;Ё | СЕТЕЕЛЕ)
Е
3
Ё_ оВЙ
ВЛЕ
'
„й
7 [
В т
:

° вии, что на 1 г-экв одновалентной меди приходится { молераствора;
кула СО), м“%/м%

Сущность процесса абсорбции окиси углерода раство
ром ком-

2Сп* ©==* Си2*-ЕСп

700

бр

ЕЕЕ

ЕЕ

:

И,„ — предельная абсорбщион- ® ее
ная емкость раствора (при усло- ® ;) й:і—‚_‚: Е

свободного аммиака более 0,1 моль/л одновалентная медь
образует
© ним комплексное соединение, в котором на один атом
меди приходится две молекулы №Н,,.

‚и концентрация свободного аммиака (по закону
действия масс).
Процесс медноаммиачной очистки можно рассм
атривать как
цикл, состоящий из стадий абсорбции и регенерации.
В медноаммиачном растворе, содержащем однов
алентную медь,
устанавливается равновесие

150

я

(М.12)

тде Исо — объем ©СО, поглощенной одним объемом раствора
при равновесии в3 нормальных
раствора;
условиях, — м“/м

89,5

' і„у

200

и В. Т. Чагунавы:
77—90
16—18
93—108
90—114

циальному давлению паров №Н з Над раствором.
При концентрации`

240

‘

|реакция (\.9)].

[реВ Цизотёрми)ческшх условиях равновесие между окисью углеръдва_
и медноаммиачным раствором удовлетворительно описывается ур
нением Н. М. Жаворонкова — ;)

Ацетатные

ЕВЕ
ла
пЕя
8

-

шЕ

'
ЕЕ
Е

ЕЕЕ

:
у

ЕНЕа

ЕЕЕ
СЕ

01 02 03 0% 05 ОБ 07 08 09 10
мольное. отношение ©.в/ бси*
_
Рис. У-4. Зависимость коэффициента а
уравнении (\.12) от температуры
ы
и состава раств ора:
1 — при 10 °С; 2 — при 20 °С; 3 — при 30 °С;
4 — при 40 °С.

в

‹
ся
где т — количество одновалентнойИ меди (в.СГ(—)ЭКЁЗ„ прихЁЁЁтЁЁВО
с
бированной
‚
1/
—
ко):
при равновесии на { моль абсор
рёстёоренной СО (в моль), приходящееся при равновесии на 1 т-Э
одновалентной меди.

_

|

- Практически в состоянии равновесия 1/т << 1. Таким обраЁЁ%
величина 1/т. предётавляет собой степень насыщения: одновален
!
.
меди окисью углерода в к омплексном соединении.
ДПри абсорбции СО всегда происходит поглощение КО ОЁНЁЁРЁТ

менно присутствующей в газовой смеси. ДвъЁ)кисЬбуглЁр](;Ёа сэо;рш.лъ;Е :
5
При абсорбц
_
с аммиаком в растворе аммон ийные соли.
абсор
при
тепла,
кДж/моль)
ляется 10,5—13,2 ккал/моль (44—55

ции СО, — в среднем 15 ккал/моль (63 кДж/моль).

о

-Повышение температуры в процессекабсорбциЗЁЛЁМЁЁТеЁД {;рванпя
.
Как пок
пока
весле реакции поглощения СО влево.
темп
повышением
с
абсорбции
скорость
Жавор%нкова и Чагунавы,
|
атуры уменьшается.
1? Ёзепёнь насыщения раствора окисью углерода в осно%номбз;ЁЁЁитз
от температуры. Оптимальной температурЗЁ процесса абсорбц
°С.
является температурный интервал 0—10
16 Заказ 984

244

и

двухвалентной — медью,

<

аммиак, свявзанный © кислотными остатками и избыточный, О так — называемый
свободный, аммиак). Неко-

55
<

`&

Процесс восстановления двужвалентной меди в одновалентную
многократно повторяется, что приводит к растворению металлической меди. При добавлении в раствор уксусной кислоты повышается
ето температура вследствие выделения тепла нейтрализадии и уско‚ряется процесс растворения меди. Подача в раствор газообразной
двуокиси углерода также способствует более быстрому растворению
меди.
!
З
В ходе приготовления свежего медноаммиачного раствора в нем
необходимо поддерживать — нужную — концентрацию — аммиака,
хотя это связано с потерями №Н, вследствие его летучести. Парциальные давления паров аммиака, СО, и НО над медноаммиачными
растворами возрастают с увеличением температуры и кондентрации
компонентов.
При ретенерации медноаммиачного раствора его осторожно нагревают [равновесие реакции (\.8) смещается влево], не допуская перетрева, приводящего к разложению раствора вследствие активизации
восстановительных процессов по реакциям (У.9) и (У.11).
Характер аниона кислоты не определяет абсорбционную способность медноаммиачного раствора, но влияет на его стойкость,
особенно в пропессе регенерации.
_
`
Для снижения температуры регенерации раствора процесс ведут
в вакууме (остаточное давление 0,1—0,2 кге/см?). Обычно в таких
условиях проводят регенерацию менее стойких карбонатных растворов. Растворы, содержащие уксусную кислоту, более стойки при
нагревании, поэтому температура их регенерации может доститать 80 °С.
Повышение температуры при регенерации медноаммиачных растворов необходимо не столько для удаления окиси углерода, которая
выделяется из раствора при снижении давления и сравнительно
небольшом подогреве, сколъько для разложения карбонатных соединений и удаления из раствора СО,. Регенерированный раствор после

Ц

|

<
ы

Поглощение СО, мУ/м” раствора

Абсорбционная способность медноаммиачных растворов прямо
пропорциональна концентрации одновалентной меди в растворе.
В медноаммиачном растворе аналитически определяют общую кон#
центрацию аммиака (аммиак,
'
комплексно связанный в соединение © одновалентной

торые исследователи полатают, что в реакции абсорбции ©СО участвует только
«активный» аммиак. Согласно

1'//

их представлениям, аммиак,
0

-

т

-

т;

/ольнов отношение №Н.3 антив: Си’
Рис. \-5. Зависимость абсорбщионной способности — медноаммиачного
карбонатного
раствора, содержащего {0 вес. % Си*,
от температуры и концентрации «активного» аммиака (по Эталону) при давлении
Рсо = 160 мм рт. ст.:
Т —- при 17 °6; 2 — при 25 °С; 3 — при 32 °С
(объем поглощенной СО приведен к нормальным
условиям; пунктиром показан предел абсорбционной емкости раствора).

в

связанный

комплексные

соединения с двухвалентной
медью,

и`

аммиак,

образу-

ющий с СО, карбонат аммония, «пассивен» в реакции
абсорбции окиси углерода.
Условно

«активный»

ам--

миак определяется по разности между общим содер-

жанием

М№Н,

в

растворе

и содержанием ‹«пассивного»
:
аммиака.
На .рис. №-5 показана вависимость абсорбционной способности
медноаммиачных карбонатных растворов от мольного соотношения
«активного» аммиака и одновалентной меди.

охлаждения вновь возвращается в цикл абсорбции. При этом кон-

Приготовление и регенерация медноаммиачного раствора
Для приготовления свежего медноаммиачного раствора металлическую медь растворяют в водном растворе аммиака в присутствии
кислорода воздуха. При этом протекает сравнительно медленная
реакция:

я

Ё

Си-+4МНа --0,503 - Н5О —> [СщМНа)4]?*-20Н-°

(у.43)

Образующийся комплексный ион двухвалентной меди быстро
реагирует с металлической медью:
[Си(№Н
" -Еа)4]
Си — > 2[Си(№Нз)»]*
(\.14)
Далее комплексный пион одновалентной меди окисляется кислородом воздуха в присутствии кислоты по реакции:

2[Сщ(МНо)»]*
-- АМН$ --2ВСОО- --1/50; —>
—> 1СщМНа)]**
- Н0 --2ВСООН

(М.15)

|/

центрацию аммиака и двухвалентной меди в растворе необходимо.
поддерживать на заданном уровне путем восполнения их потерь
довированием этих компонентов в раствор.
При абсорбции СО медноаммиачный раствор поглощает из газа
также СО,‚ О,, Н, и М№,. В процессе регенерации эти компоненты,
аммиак и пары воды выделяются изв раствора. Для уменьшения
потерь аммиака газы обычно промывают отработанным медноаммиачным раствором до его нагревания. При этом из газа поглощается
до 90—95% аммиака, ббльшая часть водяных паров и некоторое
количество СО,. Газы регенерации, выходящие из абсорбера-промывателя, содержат в основном СО,‚ СО, Н, и М№,, а также 1—

3 объемн. % МН, и водяные пары.
После отмывки от аммиака гавы, выделившиеся при регенерации
раствора, могут быть возвращены на конверсию окиси углерода.

где В — радикал органической кислоты.

242

16*

\

:

ПоАЗ,

ТЯ

Установки для медноаммиачной и щелочной очистки
Известны различные технологические схемы медноаммиачной
очистки и регенерации медноаммиачного раствора, отличающиеся !

применяемым в процессе давлением от 400 до 320 кте/см? (10—
82 МН/м?), составом медноаммиачного раствора, технологическим
режимом и оборудованием.

:

Раствор

(СО, СО», Н», №, МНа)

с

е

РвгвнерироВанный

мебноаммиачныхй
-

4

раетвор

°
@

в промемнсуточный

десордер

феа
:

еч

ёоствор

из линии

равтвор щелочи

рованный
мебнопммиачный

ОНО ВОр

Рис. \-6. Схема очистки газа от окиси п двуокиси углерода медно-

аммиачным и щелочным растворами под давлением:

1.— маслоотделитель (фильтр);

2 — медноаммиачный скруббер; 8 — брызго-

отделитель; 4 — тделочной скруббер; 5 — рекуперационная машина; 6 — бу-

ферный.сосуд; 7 — питательный насос рекуперационной машины;

скальчатый насос высокого давленил,

& — трех-

Ниже описана типовая установка, работающая под давлением
320 кге/см? (32 МН/м?) на ащетатно-карбонатном медноаммиачном _
растворе.
!
Исходный газ, содержащий до 4—5% СО и 1,2—2,0% СО,, после

сжатия в гавовом компрессоре (рис. \-6) проходит маслоотдели-`
тель 7, установленный на коллекторе, и поступает в нижнюю часть
скруббера 2, орошаемого охлажденным медноаммиачным раствором.
Гав, проходя насадку скруббера навстречу потоку раствора, очищается от СО и большей части СО, и из верхней части аппарата

направляется через брызгоотделитель 2 на тонкую доочистку от СО.
!
в щелочной скруббер 4.

Медноаммиачный раствор подается в скруббер плунжерным
насосом & высокого давления и рекуперационными машинами 5.
Газв поступает в нижнюю часть скруббера 4 и барботирует через
слой раствора аммиака или каустической соды. Далее гав проходит
верхнюю часть скруббера, снабженную колпачковыми тарелками,

рационНОЙ машиНЫ

Отработанный

Ааствор ГЭ, рекипё2

Оросвели‚ робания

`

раствор на

очистку газа

/

| бтлинии ручного
дросселироВания

7

244

Газы регвнерации и десорбиии,

МН3 208

=

МНа
жийк.

Хенбенсат

|—

->

(СО, СО», Н», №, МНа) ла очистку от №Нз3

Отработанный,

|-2

ДиркулируюЩий
кондбенодт

Ё

Газы десорбции

!

щелоча

лонбенсОлт

©
©
Е
©
®

0

зан). Отработанный щелочный раствор по выходе из нижней части .

Очищенный
203
ТЕЫ

9

на которые подается циркулирующий раствор щелочи (5—7%-ный
водный раствор аммиака или №0ОН
). Очищенная от СО, азотоводо‘родная смесь выходит из скруббера 4 сверху, и направляется на
синтев аммиака. В очищенной азотоводородной смеси содержание
СО составляет не более 20 см%/м®, СО, — 0—5 см“/м?.
Свежий раствор щелочи из емкости подается на питание скруббера плунжерным насосом высокого давления (на рисунке не пока-

МНа эжибк.

11 вОЗЙт?.

Рис. М-7. Схема установки для регенерации медноаммиачного раствора:
1 — промежуточный ' десорбер;*

2 — совмещенный регенератор;‚ 8 — водяной холо-:

дильнён; 4 — аммиачный холодильник; 5 — бак дпя регенерированного раствора; _
6 — фильтр; а — регулирующие клапаны; ©6 — измеритель расхода; Г — измеритель.
температуры; Н — измеритель уровня.

скруббера дросселируется и‘направляется на регенерацию, проводимую путем нагревания раствора аммиака до кипения в отгонной
колонне. О регенерации _отработанног‚% раствора Ё{-Ё)Ю натра см.
стр. 202.
/М во, ‹ (@
(И =/ о004 - (0
>
Схема регенерационной установки показана на рис. У-7.

Отработанный медноаммиачный раствор из скруббера очистки,
отдав свою энергию в рекуперационных машинах, поступает в промежуточный десорбер 7, где под давлением 4—6 кгс/см? (0,4—
0,6 МН/м?) из раствора выделяются практически нацело азот и водород и частично другие тазы (СО, СО,, №Н,). Эта газовая смесь отводится ив десорбера через регулирующий клапан на установку
улавливания аммиака.
245

Медноаммиачный раствор, выходящий из промежуточного десорбера снизу, поступает в регенератор 2. Сначала его направляют
в верхнюю часть регенератора — аммиачный абсорбер. Снизу сюда
поступают газы, выделявшиеся при регенерации раствора (СО, СО,,
МН,, водяной пар). Раствор, орошающий насадку аммиачного абсорбера, поглощает из гавовой смеси №Н,, пары воды и частично СО,.
Вследствие выделения теплоты абсорбции раствор нагревается до
50 °С, что способствует лучшему выделению из него окиси углерода.
Из аммиачного абсорбера раствор через внешний трубопровод
поступает в трубы теплообменника, расположенного в нижней части
регтенератора 2, где нагревается регенерированным раствором, движущимся в межтрубном пространстве.
Снизу в регенератор подводится сжатый воздух, что позволяет
регулировать концентрацию двухвалентной меди в растворе, сотласно реакции (У.15), в тех случаях, когда будут превалировать
восстановительные процессы. Совмещенный регенератор схематично показан на рис. \-8 (стр. 248).
Далее раствор поступает во второй теплообменник 4 регенератора',
тде подогревается конденсатом, циркулирующим в,системе скруббер — охладитель установки для моноэтаноламиновой очистки
газа. Затем раствор поднимается в третий теплообменник — подогреватель3 регенератора и нагревается паром до конечной температуры
16—80 °С. Здесь из раствора выделяются СО,, №Н,, пары воды
и остатки СО. Из верхней части совмещенного регенератора медноаммиачный регенерированный раствор через внешний трубопровод
поступает в нижний трубчатый теплообменник 6, где охлаждается

‚ раствором, направляемым на регенерацию.
.
На выходе из этого теплообменника температура раствора составляет 62 °С. Далее он охлаждается до 25—30 °С в водяном холодиль-

нике 8`(см. рис. \-7), затем до 10 °С в аммиачном холодильнике 4
и поступает в бак 5. Отсюда раствер направляется на фильтр 6
‚ й возвращается в цикл очистки газа.

Газы, выделяющиеся из промежуточного десорбера / и аммиачного абсорбера в регенераторе 2, направляются на улавливание из
них аммиака охлажденным конденсатом (на рис. не показано). После
конденсатной промывки газы регенерации газодувкой направляются
на конверсию окиси углерода.
:
Слабая — аммиачная — вода,
образующаяся
при — промывке
газов регенерации, направляется на использование.

Основное оборудование установок

Регенератор представляет собой вертикальный аппарат колон-

ного типа (рис. М-8), состоящий из аммиачного абсорбера, тепло-

обменников, ‘восстановительного объема, парового подогревателя

и сепарадионной части.
Аммиачный абсорбер, размещенный в верхней части регенера-

тора, снабжен насадкой из металлических или керамических колед
(размером 50 х 50 х 1,5 мм), высота насадки 3500 мм. Верхняя
часть абсорбера снабжена паровой рубашкой для предотвращения
возможности отложения твердых карбонатов аммония на внутренней
поверхности аппарата.
Теплообменники регенератора представляют собой кожухотрубчатые вертикальные аппараты, смонтированные в общем кожухе
диаметром 1800 мм. Трубки теплообменников диаметром 25 мм
(2582 шт.) имеют различную длину. В нижнем теплообменнике длина °
трубок 4000 мм, в верхнем — 3500 мм. Поверхность теплообменника.
в них состветственно 745 и 650 м?.
Паровой подогреватель находится под расширенной сепарационт
ной частью регенёератора. При том же наружном диаметре кожуха
(1800 мм) он имеет меньшее количество трубок (1723 шт.), так как
в подогревателе равмещена пентральная труба для циркуляции
раствора, занимающая часть поперечного сечения аппарата. Раствор
движется снизу вверх в трубках подогревателя диаметром 25 мм
и длиной 2500 мм. Поверхность теплообмена в подогревателе составляет 310 м?.
Медноаммиачный скруббер (рис. \-9) для очистки таза от СО
п СО, медноаммиачным раствором под давлением 100—320 кго/см®
(10—32 МН/м?) представляет собой колонный аппарат, цельнокованный или сварной из толстостенных штампованных полуцарг (метод
электрошлаковой сварки). Применяются скрубберы с различным
внутренним диаметром (до 1200 мм).
Насадкой скруббера служат металлические кольца размером
50 х 50 х 1,5 мм, слой которых опирается на колосниковую решетку. Под основным слоем насадки имеется ее второй слой, он
является дегазационным и необходим для выделения из раствора
механически увлеченных` им пузырьков азотоводородной смеси.
В верхней части скруббера расположен сепаратор для отделения
от газа капель раствора. В скрубберах некоторых конструкции
предусмотрен выносной сепаратор.
Рекуперационнаямашина (рис. М-10) представляет собой двухцилиндровую

Вакуум-регенерация медноаммиачного раствора 'При применении карбонатных медноаммиачных растворов с невысокой кон
центрацией-одновалентной-меди (77—90 г/л) и аммиака (90—114 г/л) регенерацию - отработанного Ваствора проводят при разрежении 440—080 мм рт. ет'
и температуре 45—50° С.
Очистка гава карбонатным раствором не обеспечивает требуемой чистоты
таза, очистная установка громоздка и сложна. Поэтому в отечественной азотной
промьшленности этот способ очистки не применяется.
:
246

поршневую

ГИДР&ВЛЕЧВСЦУЮ машину, ПРИМЭНБ'НИО котороий позволяет ИСПОЛЬВО'

вать энергию отработанного медноаммиачного раствора, выходящего из скруб-

беров, для подачи в скрубберы свежего раствора. Нижняя часть дилиндров

рекуперационной машины работает на отработанном медноаммиачном растворе,
верхняя часть — пна

регеперировапном растворе.

ЖПДНОСТИ

ЦООЧЕРОДЧО

посту-

пают снизу и сверху в цилиндры 7 и #, для распределения жидкостей служат
золотники 5 и 6.

Жидкость под давлением проходит через открытые отверстия золотника

в цилиндр и поднимает поршень. Находящийся над поршнем свежиий раствор
.

!

2А7

нагнетается в коллектор питания скрубберов. Когда в одном цилиндре поршень

совершает движение снизу вверх, являющееся рабочим ходом, в другом цилиядре поршень опускается вниз, и пространство над ним заполняется свежим рас-

ГазЗы,
‚рвеснерации *

твором, подаваемым центробежным питательным насосом.
Одновременно отработанный раствор выдавливают в промежуточный десорбер, являющийся буферной емкостью между очистными скрубберами
и отделе-

‹ Отработанный,
— раствор

7

Ф1600

раствора.

регенерации

нием

Т

момент

этот

В

полость

дилиндра, находящаяся

ЭвевиерироВанный мебноаммиачный раствор В
скрубберы Высокого

Очищенный? — Раствор

га !

_ д&пб’лвния

с

МЕВ

;

2

|
|

||

— й2600

Газы
Оесороции

78

||

1||

|| |

И

||

||

-

-)

Пар

©

„

Н

®

Щ
'
'

Е&
| Т
ЁЁ
Ц & іі(вд
г
3 Ё© а8
иденсат
ЕГ

51

5е

За ы
55

|

Е

ЕЕ

ё

М

—>&

7800

ЧЕ
ЧС
К ОИ

| [

| |

;

о-

ъ

НЧЕЯ И ЕНЕ

с

ЧЦ_

е

—З

5і

ОЙ

% [

|сивтема

|гибвавлического

управления

10

10

л

|

\-79

70

70

70

]

:

Е

Раствор
на регвнерацию

?
||

&
е

]

сетвор!. 13
скрубаеров

Э‹ё

<8с5,

/

Отработанный

ра
277

||

И
&
93

7

7

Рвавнерированный

раствор. из нпсосов.

Г 72
:Ё
.

|[1]

7

З

<

||

т

7

11

Гибравлическая экидкость

||

Рис. \-10. Схема действия рекуперационной машины:
М ||| 2вгенери!-|

1 — левый дилиндр;

| іі |||Робанныи?

МОЛ ‚рОствор В

ГН

—

-0

‘гоЛОдилЬ"
НиКи

Сжотый _
Возбух: ТИ

№-8.

Совмещенный

сиенализатеру || к пегулятепу
роВыя

регенератор

медноаммиачного раствора:
1 — абсорбер; # — сепаратор; 3 — подогрева-

тель; 4—-тепл’ообменпин раст’вор—ноёдеёсат;

3 — редукционный объем; 6 — теплообменник

раствор — раствор;

цилиндр;

, 4 — двойные

обратные клапаны;

12 — груз;

18 — обратные

клапаны,

Растворх || Растйор

Й

?’

Рис.

2 — правый

5, 6 — золотники управления; 7, & — направляющие; 9 — золотник предварительного управления; 10 — проссельные вёнтили; 11 — дифференциальные вентили;

7 — спускные

штуцера.

Рис. \-9. Медноаммиачный скруббер:
1 — сепаратор; 2 — основной слой насадки;
8 — дегазационный ' слой насадки,

ниже поршня, отключена от скрубберов с помощью распределительного волотника. Переключение золотников осуществляется гидравлически через золотник
управления 9. В качестве гидравлической жидкости используют медноаммиач-

ный раствор. Золотник управления получает импулье от противовесов штанги
переключения, связанных со штоками цилиндров.

Во избежание перерывов подачи свежего раствора в скрубберы рабочий ход

и ход наполнения цилиндра машины свежим раствором согласовываются, при
этом продолжительность хода наполнения должна быть меньше продолжительности рабочего хода. Количество жидкости, поступающей под поршви цилиндров, больше количества свежей жидкости, подаваемой в верхнюю часть цилиядра под поршнем.
249

Из медноаммиачных скрубберов часть раствора выходит, минуя
рекуперационные машины, непосредственно в промежуточный десорбер, что дает возможность регулировать уровни жидкости в скрубберах. Эти причины, а также неизбежные гидравлические потери
и утечки жидкости в золотниках обусловливают необходимость
перекачивания части раствора (15—20% общего количества циркулирующей жидкости) насосами высокого давления, приводимыми
в действие электродвигателями.
:
Характеристика машин для подачи медноаммиачного раствора
на абсорбцию газа в скрубберы высокого давления приведена
ниже:
Трехплунжерные насосы высокого давления:
Рабочее давление, кгс/см?
‚ .. 340 (34 МН/М?)

Диаметр плунжера, мм
Одащтунжера
омм аат ое аао оаЕ ро

8
350

Производительность, м%/9
.. .. .. .....
Мощность электродвитателя, кВт . . . . .. ..

25
400

Частота вращения вала, об/мин . . .7. .. ...

Рабочее давление, кгс/см?
ВНОШНИИ

с

Н о

95

Дизметр питока, мм

аН

оо

жидким азотом;

питательного насоса
КО СНИАЯ ЕНО
лЕ ЗЫ ЧЬ
Напор, развиваемый питательным насосом рекупе-

150

рационной машины, м жид. ст.
лТаблица, Т/_-4. Расходные

. . . . .. ..

212
а

На 1000 м*
газа до

(ЁЁЁВЪ!ЁЪ
и 760 мм

аііёніаёа

— щелочная

®

7) МЭА-очистка, метанирование.

коэффициенты медноаммиачной очистки газа
и тонкой очистки от СО, аммиачной водой
(включая регенерацию медноаммиачного раствора)

Показатель

— медноаммиачная — очистка,

5) двухступенчатая МЭА-очистка, щелочная очистка, промывка
жидким авотом;
.
6) очистка холодным метанолом, промывка жидким авотом;

155
2800
) 3е

В зависимости от схемы производства аммиака в каждом конкретном случае целесообразно сочетать различные способы очистки
конвертированного газа от СО, и СО.
_
В азотной промышленности получили распространение следующие
сочетания способов очистки конвертированного газа:

3) водная очистка, щелочная очистка, промывка жидким азотом;
4) мышъяково-поташная очистка, хцделочная очистка, промывка

`650

Жол, поритая мма о,
Количество двойных ходов в час . .. .. ,..
Производительность, м8/ч

;

аммиачной водой;

960

ЕНОЛа

Е

4. СРАВНЕНИЕ СПОСОБОВ ОЧИСТКИ ГАЗОВ
ОТ ОКИСИ УГЛЕРОДА
*

4) водная — очистка,

2
340 (34 МН/м?)

ВНУХреннии ао тоы ай ао

ведены в табл. \-4.

очистка;
2) МЭА-очистка без давления, медноаммиачная очистка, очистка

РЗКУПВРЦЦНОПНЫО машины:

Диаметр цилиндра, мм

. Привод насоса осуществляется от электродвигателя мощностью
175 кВт.
:
`
Расходные коэффициенты по медноаммиачной очистке газа при-

На 1 т азота
)

рт. ст.)

Различные способы очистки газа от окиси углерода обусловили
различные требования к` предварительной очистке от двуокиси
углерода. Так, при медноаммиачной очистке от СО допускается
сравнительно грубая очистка газа от двуокиси углерода. При промывке жидким азотом, наоборот, требуется тонкая очистка от СО.
Метанирование эффективно при высокой степени конверсии
окиси углерода и после глубокой очистки газа от СО. —
Медноаммиачная очистка от СО, отличающаяся сравнительной
простотой применяемого оборудования, позволяет осуществлять
тонкую очистку газа в одну ступень при довольно высокой концентрации СО в исходном газе (5—6%).
Однако этот способ имеет недостатки: трудность обеспечения

и поддержания оптимального состава медноаммиачного раствора
и условий очистки, что приводит к недостаточной стабильности про-

Расходы:
‚ пар (Р —=3 кгс/смё, или 0,3 МН /м?),
Кг

электроэнергия, кВт:ч . . ....

НОа ооа ао
ОЛЕ
ло
аммиачный холод, ккал . .. ..

:

КДжено

ннНЕ

аммиак, кг .
СО
КОСО АКЛАЕСВи
мОЛВ ОНО НЕаа
НАН
_ уксусная кислота 100%-ная, кг . .
Отходы:
'
:

ретурный газу ме

250

`

оо

'

:

`

100

310

14

43

5
33 600

15,6
103 000

380

52

19
125 000

140 000

430 000

520 000

0,65
0,033
0,05

2
01
0,15

2,4
0,12
0,18

200

240

<

65

цесса, значительным потерям аммиака при регенерации, выпадению
осадков металлической меди из раствора, загрязнению окиси углерода аммиаком, наличию вредных стоков и т. д.
Нк
Промывка газа жидким авотом лишена в значительной степени
указанных недостатков, поэтому таким способом можно получать
весьма чистую азотоводородную смесь для синтеза аммиака. Однако
данный метод по энергетическим зватратам не экономичнее медноаммиачной очистки и требует более сложного в изготовлении оборудования и специальных дефицитных — материалов
для _ его
выполнения.

254

имущественно нервный и сосудистый яд. В организм человека
метанол может поступать черёв дыхательные пути и кожу.
паров метанола 50 мт/м3.
По запаху и вкусу метанол напоминает винный спирт, поэтому
особенно опасен прием метанола внутрь;: 5—410г могут вывзвать
отравление человека, 60—100 г — смертельная доза. Метанол легко

Осуществление глубокой конверсии окиси углерода на низко- темнературном катализаторе позволило применить более экономичный способ очистки гава от СО и остатков СО, гидрированием до

метана. Способ метанирования не имеет недостатков указанных
выше способов. По сравнению с медноаммиачной очисткой он позволяет снизить себестоимость аммиака на 2 руб./т. В настоящее время
метанирование внедряется в схеме агрегата производства аммиака
большой единичнои мощности.

воспламеняется, температура его вспышки 16 °С: При испарении

он взрывоопасен, пределы взрываемости его в смеси с воздухом
5,5—-66,5%.
ЁЁтделения очистки коксового, водяного, полуводяного и конвертированного газов от СО, и СО являются взрывоопасными. Возможность возникновения пожара или взрыва может создаваться
при нарушениях технологического режима, подсосе воздуха в гав
или в ревультате обравования в производственных помещениях
взрывоопасных гавововдушных смесей, при прорыве газов через
неплотности оборудования, коммуникаций и запорной арматуры.
При эксплуатации аппаратов, машин и трубопроводов для горючих газов и их смесей необходимо строго соблюдать правила и нормы
техники безопасности, а также рабочие инструкции по обслуживанию производства. Запрещается подтяжка крепежных деталей фланцевых и других соединений для ликвидации пропусков газов, если

5. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ ОЧИСТКЕ ГАЗОВ

Мышьяковистьий водород
— бесцветный гав, с сопутствующими

примесями пахнет чесноком. Очень ядовит, вывывает поражение,
нервной системы и выделение гемоглобина из красных кровяных
телец. ПДК мышъяковистого водорода 0,3 мг/м®.

Мышьяковистый водород может образоваться при подкислении
содержащих мышьяк растворов в присутствии желева.
'
Карбонил никеля №(С0), может образоваться в метанаторе при
соприкосновении никелевого жатализатора с гавом, содержащим
окись угдерода при 120 °С. При 180—200 °С карбонил никеля разлагается. ПДК карбонила никеля 0,0005 мг/м°. Во избежание образования карбонила никеля никелевый катализатор охлаждают азотом, а при разогреве гавом, содержащим
окись углерода,
поддерживают высокую скорость подъема температуры.
Метанол (метиловый спирт) представляет собой сильный, пре252

система находится под избыточным давлением свыше 0,7 кгс/см®
ВнощЕге

При очистке газовых смесей от сернистых соединений СО, и СО
применяются газовые смеси и сорбенты, обладающие пожаро- и взрывоопасными и токсическими свойствами. Особую опасность представляют сжатые газовые смеси, содержащие взрывоопасные и токсические компоненты.
Из примесей, содержащихся в перерабатываемых газах, наиболее
‚ токсичными являются окись углерода, аммиак, сероводород, этипмеркаптан, мышьяковистый водород, карбонил никеля, метанол.
Токсические свойства окиси утглерода, сероводорода и аммиака
описаны в других главах (стр. 96, 333).
Этилмеркаптан. представляет собой бесцветную или слабо окра› шенную жидкость с температурой кипения 37 °С и относительной
плотностью по воде (при 20 °С), равной 0,839, обладающую отврати- °
тельным запахом. Температура самовоспламенения 299 °С, пары
в смеси с воздухом вврывают в пределах концентрации 2,8—
18,2 объемн.
% .
При больших концентрациях этилмеркаптан действует на центральнуюнервную систему: вызывает судороги, параличи и смерть
от остановки дыхания; при малых концентрациях он вызывает рефлекторную тошноту, толовную боль. Предельно допустимая концентрация (ПДК) этилмеркаптана в воздухе рабочей воны производственных помещений & мг/м“.

(0,07 МН/м?).
:
Устранение пропуска газа из аппаратов и трубопроводов, находящихся под давлением, может привести к разрыву креплений, нарутшению герметичности и выбросу вредных веществ в помещение.
Повышение и снижение давления следует производить постепенно,
по установленному для данного оборудования регламенту. Инертный газ, применяемый для продувок, должен содержать
ограниченное количество кислорода и совершенно не иметь горючих
примесей, что проверяется анализом газа перед продувкой. Продувочный азот должен содержать не более 3%
На участках, где наиболее вероятно скопление горючих газов,

рекомендуется — устанавливать — автоматические — газоанализаторы
с ситнализацией о появлении в вовдухе гортючих газов, предупреждатощей о возможности создания вврывоопасной концентрации.
При обслуживании сосудов и аппаратов, работающих под давлением, необходимо соблюдать правила эксплуатации, установленные
Госгортехнадзором. Особое внимание следует обращать на правильность измерения давления в аппаратах и не допускать превышения
установленного рабочего давления, надо проверять также наличие
и исправность предохранительных клапанов.
На аппараты, коммуникации и арматуру, работающие под давлением, должна быть оформлена техническая документация, в которой
в установленном порядке фиксируется их состояние и результаты
периодического осмотра и проверки.
Для сосудов, работающих под избыточным давлением выше
0,07 МН/м?, Госгортехнадзором установлены сроки наружного
253

и

внутреннего

осмотра

и

ГИДРЕ‚\ВЛИЧВСКОГО

испытания.

РВГИСТРЕ—

ционный номер сосуда, разрешаемое давление и даты освидетельствования и гидравлического испытания должны быть четко нанесены
на аппарате. Испытания герметичности аппаратуры и коммуникаций
под давлением производятся в соответствии с правилами Госгортехнадвора с оформлением необходимой документации о результатах

ГЛАВА УГ

СИНТЕЗ АММИАКА

испытаний.

Надежность газопроводов для горючих газов проверяется также
путем периодических гидравлических и пневматических испытаний.
Сроки проведения испытаний для газопроводов, работающих под
давлением, регламентированы соответствующими правилами.
Арматура газопроводов является наиболее ответственным элементом гавовых коммуникаций, так как служит для отключения
аппаратуры от действующих систем, и должна находиться под постоянным, тщательным надзором. Ее исправность проверяется
службой технического надзора предприятия, которая должна следить за своевременным и качественным проведением осмотров
и ремонта арматуры. Применение чугунной арматуры на тавопроводах ограничивается областью невысоких Д&ВЛВНИИ и УМВРЭННЬПС :

температур

1. СВОЙСТВА АММИАКА ,

Аммиак представляет собой бесцветный газв с удушливым резким

запахом. При нормальных условиях плотность газообразного аммиака составляет 0,774 кг/м®. При охлаждении до —33,4 °С
(760 мм рт. ст.) аммиак сжижается и при <-78 °С затвердевает в виде
кристаллов кубической формы. Жидкий
аммиак — бесцветная
жидкость — плотностью 0,6814 т/м° при температуре, кипения.
Критическая температура аммиака 132,4 °С, критическое давление
111,5 кгс/см® (11,‚1 МН/м?). Теплосмкость аммиака при постоянном — давлении и 25°С равна
8,523
ал/(моль.°С), или
35,46 вЦж/(моль:К); теплота испарения при —38,4 °С составляет
5,581 ккал/моль, или 23,22 кДж/моль.
Аммиак вступает в реакции присоединения, замещения и разложения. С кислотами он образует соли, например с азотной кислотой — нитрат аммония (аммиачную селитру)
М№Н, -- Н№0, = МНАМ№О,

с серной кислотой — сульфат аммония:

2№Нз
-- о504 = (№Н4)»З0,
Эти и ряд других солей аммония находят широкое применение
в промышленности и в сельском ховяйстве. Жидкий аммиак, его
водные растворы, а также растворы карбамида, аммиачной селитры
и других солей в аммиаке, называемые аммиакатами, испольвуются
в качестве жидких удобрении
Аммиак хорошо растворяется в воде (около 700 объемов мН,
в 1 объеме воды при 20 °С и 0,1013 МН/м?, или 760 мм рт. ст.) При
растворении аммиака в воде протекает реакция:
МН -- НО
©=* №40Н

ЭЛВКТР-ОЛПТИЧЭ'СКЗЯ
текает по типу щелочи:

дисссодиация

тидроокиси

аммония про-

МНАОН
« МНФ ГОН-

Количество гидроксильных ионов в растворе МН,ОН незначительно, так как одновременно происходит распад гидроокиси на
М, и Н О, поэтому МН,ОН рассматривают как слабое основание.
255