Установка выделения водорода из продувочных газов «Монсанто-2».
Продувочный газ с расходом не более 15 000 м3/ч поступает на установку двумя потоками из цехов аммиака-3 и аммиака-4 через регулирующие клапаны: поз.FCV200_1 - для аммиака-3, поз.HCV601-C и HCV601-D для аммиака-4.
Расход, температура и давление контролируется приборами поз.F200_1М и F215М_GM и ; TI200_2М и TI200_6М; PI200-2М и PI200-7М соответственно.
После смешения двух потоков продувочный газ проходит через фильтр для удаления механических примесей. После фильтра имеется съемный участок для подключения азота.
Процесс отмывки, подогрева и сепарации продувочных газов проводится под давлением от 12,7 до 13,0 МПа (от 127 до 130 бар) по прибору поз.PI204_5.
На входе в скруббер поз.201 установлен узел уменьшения давления и измерения температуры.
Уменьшение давления продувочных газов из блоков синтеза цехов аммиак-3 и аммиак-4 происходит в две ступени. Первая ступень – на клапанах поз.FСV200_1М до давления не более 17,5 МПа
(175 бар), которое поддерживает регулятор поз.PIC215_6M. Вторая ступень – на клапане поз.НСV204_9М до значения не более 13 МПа (130 бар), это давление поддерживает регулятор поз.PIC204_9M, управляющий клапаном на выходе непроникающего потока из призменных сепараторов. Избыточный газ выпускается через существующую продувочную систему каждого цеха аммиака. Эта система способствует ограничению остановок по причине высокого расхода питающего газа (см.раздел 3.19.4 «Блокировки»).
Защита оборудования, расположенного после клапана поз.FСV215_6M, от преувеличения давления обеспечивается предохранительным клапаном с пропускной способностью, равной общей пропускной способности клапанов управления потоком в полностью открытом положении.
Продувочные газы с объемной долей аммиака не более 3 % поступают в нижнюю часть скруббера поз.201 и проходят вверх, где орошаются водой высокого давления, подаваемой сверху и поглощающей аммиак из продувочных газов.
Очищенный продувочный газ с объемной долей аммиака не более 50 млн-1 выводится из верхней части скруббера.
Аммиачная вода с массовой долей аммиака от 22 до 28 % выдается в емкость поз.Е-1 УТГ из нижней части скруббера посредством автоматического регулятора уровня поз.LIC201_1М.
Сигнализаторы поз.LS201_1М и L201_2М составляют часть защитной блокировочной системы, описанной в разделе 3.19.4.»Блокировки».
Вода подается в скруббер насосами поз.202А или 202В. Схема потребления воды аналогична таковой для поз.102А, В (раздел 3.19.1)
На линии всаса насосов установлены фильтр для удаления механических примесей в пусковой период и приборы для замера давления и температуры.
Колебания давления, вызванные возвратно-поступательным действием насоса, демпфируются в стабилизаторе всаса поз.221, наполняемом азотом.
Расход воды в скруббер от 680 до 3 000 кг/ч регулируется изменением сорости вращения электродвигателя, и измеряется прибором поз.F202_1М. Если расход будет уменьшаться, прибор поз.F202_2М включает защитную систему блокировки, описанную в разделе 3.19.4. «Блокировки».
Линии всаса насосов защищены от избыточного давления предохранительными клапанами (поз.PSV202-14 и PSV202-10) с пропускной способностью, равной количеству газа,способного пройти через рециркуляционный клапан насоса при остановке насоса.
Нагнетание насосов защищено от превышения давления предохранительным клапаном поз.PSV202-5 и PSV 202-9 с пропускной способностью, равной расходу воды через насос.
Очищенный от аммиака продувочный газ после скруббера с температурой не более 41 °С, которая контролируется по месту и на ЦПУ прибором поз.T201_5M, поступает в подогреватель поз.203.
Чтобы обеспечить стабильную и оптимальную работу призменных сепараторов и не допустить конденсации воды из газа на поверхности мембран, температура газа после подогревателя поз.203 должна быть от 33 °С до 41 °С.
Конденсация воды на мембране создает сопротивление потоку газа, однако, производительность мембраны восстанавливается, если ее высушить, т.е. подавать к сепараторам газ, который суше своей собственной точки росы.
Подогреватель поз.203 – это вертикальный двухтрубный теплообменник типа труба в трубе, использующий в качестве нагревательного средства пар 7 из цехового коллектора. Конденсат из подогревателя отводится в линию конденсата.
Температура продувочного газа после подогревателя поз.203 поддерживается регулятором поз.TIC 203-3M, который клапаном поз.TСV203_1M регулирует расход пара в рубашку подогревателя.
При увеличении температуры более 46 °С прибор поз.Т203_3M включает схему блокировки с переводом продувочных газов на байпасный режим. (Блокировка №1 – раздел 3.19.4. «Блокировки»)
Внешняя сторона подогревателя защищена предохранительным клапаном, установленным на давление начала открытия 0,8 МПа (8 кгс/см2). Расчетным основанием для него является температурное расширение конденсата.
На линии газа после подогревателя поз.203 расположен индикатор давления поз.P215_6M и датчик расхода поз.F215_6M, связанный с регулятором расхода поз.FIC215М. При расходе газа
16 500 м3/ч включается блокировка №1 (раздел 3.19.4.). Она предназначена для того, чтобы избежать возможности повреждения фибров вследствие высокого расхода газа в сепараторы.
Подогретая газовая смесь поступает в блок сепарации через отсекатель поз.DV204-1А. Отсекатель имеет байпасную линию с ручными вентилями и ограничительной шайбой RD204-1, используемую для набора давления в сепараторах во время пуска.
Блок сепарации продувочных газов состоит из 9 призменных сепараторов. В этом блоке водород удаляется из питающего газа для создания проникающего потока с объемной долей водорода не менее 88 %.
Газ, проникающий сквозь стенки полых трубок, собирается в коллекторе под давлением
3,05 МПа (30,5 бар) и с расходом не более 9 200 м3/ч (расходомер поз.F204_7М) направляется на рециркуляцию синтез-газа. Контроль температуры и давления осуществляется приборами поз.TI_204_7М и PI204_7М.
Продувочный газ с объемной долей водорода от 14 % до 18 % выходит из призменных сепараторов через отсекатель поз.DV106-1В под давлением не более 13 МПа (130 бар). Давление на стадии предварительной обработки и в непроницаемой части поддерживается регулятором давления поз.PIC204_9M.
Непрошедший газ с призменных сепараторов с расходом не более 5 700 м3/ч (расходомер поз.F204_6М) направляется в линию топливного газа. Контроль температуры и давления осуществляется приборами поз.TI204_6М и PI204_6М.
В период пусковых операций и при нарушении условий работы призменных сепараторов предусмотрена байпасная линия блока призменных сепараторов с отсекателем поз.DV204-1С.
Защита по максимальному перепаду давления по прибору поз.DP204_8М между трубопроводами входа в сепараторы (до отсекателя поз.DV106-1А) и выхода из них установлена на 1,5 МПа (15 бар). Он препятствует открытию отсекателя при отсутствии предварительного высокого давления в сепараторах во избежание высокого расхода, который может повредить фибры сепараторов.