Способ синтеза аммиака Советский патент 1957 года по МПК C01C1/04 

Изобретение касается способа синтеза аммиака из азотоводородной смеси на обычных катализаторах с отводом тепла из зоны реакции.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что отвод теила производится при помощи испаряющегося аммиака, подаваемого под давлением. Полученная энергия рекуперируется в турбине, а продукционный аммиак переохлаждается испаряющимся аммиаком и выделивщиеся при этом растворенные в жидком аммиаке газы возвращаются в цикл синтеза.

Способ осуществляется следующим образом (см. схему). Uiipnyляционный газ подают в колонну синтеза i, где образуется аммиак с выделением тепла, которое отводится из зоны катализа ам: иаком высокого давления, циркулирующим в аммиачном силовом цикле. В зоне частичного перегрева устанавливают сепаратор масла 2. Перегретые пары аммиака направляют в турбину 3 для производства энергии, где они срабатываются до давления, при котором можно перевести з водяном холодильнике парообразными аммиак частично или полностью в жидкое состояние охлаждающей водой.

Сжиженную часть аммиака направляют в танк 4 жидкого аммиака, откуда жидкий аммиак подают в аммиачный испаритель 5 цлкла синтеза и выпускают газообразный аммиак.

Этот способ отвода тепла реакции позволяет с помощью использования давления перегретых паров аммиака получить иекоторое количество энергии. С целью использования снижения расходного коэффициента по сжатой азотоводородной смеси растворенных в жидком аммиаке газов, парогазовую фазу, выходящую из колонны синтеза 1, направляют в водяной конденсатор 6, в котором продукционный аммиак частично конденсируется и после сепарации направляется в сосуд высокого давления 7, где переохлаждается за счет аммиака, дросселируемого из танка 4 жидкого аммиака. Десорбируемые газы направляются на всасывание циркуляционны.м насосом 8, где смещиваются с основным потоком парогазовой фазы, досжимаются и направляются в блок амми№ 111622- 2 -

ачной конденсации (состоящий из конденсационной колоннь 9 и холодильника 5) с рекуперацией холода.

Жидкий аммиак при этом сепарируется в нижней части конденсационной колонны 9, откуда подается во второй сосуд высокого давления и после переохлаждения в нем - в аммиачный силовой цикл аммиака 2-го сорта через вентиль 10. Свежий газ подают на входе в змесвиковый холодильник испарителя 5 или в самостоятельную cnnpaj;b, находящуюся в том же испарителе жидкого аммиака. В последнем случае сконденсировавщийся жидкий аммиак из свежего газа (при работе с тродуцирующим форконтактом) целесообразно после его сепарации дросселировать в сосуд высокого давления, откуда жидкий аммиак через вентиль 11 направлять в силовой аммиачный цикл. Сосуды высокого давления могут обеспечить группу колонн синтеза, что позволит создать два силовых цикла - один, работающий на аммиаке 1-го сорта, и второй - на аммиаке 2-го сорта.

Введение в общий цикл синтеза аммиака сосуда высокого давле мя позволяет рассматривать этот цикл, как состоящий из двух циклов, а именно аммиачного и аммиачно-силового, пересекающихся в сосуде высокого давления.

Предмет изобретения

Способ синтеза аммиака из азотоводородной смеси на обычных катализаторах, отличающийся тем, что, с целью экономии энергетических затрат, увеличения выхода продукционного аммиака в лсидком виде и снижения расходного коэффициента по сжатой азотоводородной смеси, отвод тепла реакции образования аммиака из зоны катализа производят с помощью испарения аммиака, подаваемого под давлением, и перегретый аммиак направляют в турбину для полунения энергии с дальнейщим использованием в цикле синтеза, а продукционный аммиак иереохлаждают испаряющимся аммиаком и выделяющиеся из него растворенные газы цаправляют обратно в цикл синтеза.