Способ получения аммиака Советский патент 1991 года по МПК C01C1/04 C01B3/38 

Изобретение относится к способам получения аммиака и может быть использовано в химической промышленности.

Цель изобретения - повышение производительности процесса.

Прим е о 1. Природный газ в количестве 39000 м /ч сжимают в компрессоре 1 до давления 4,4 МПа и делят на две части, одну из которых в количестве 35601 MV /ч подогревают в огневом подогревателе 2 до 400°С, а другую в количестве 2499 м3/ч подают в отделение 3 цеолитной очистки от серы и затем на смешение с 5660 м3/ч водорода, выделенного на криогенной установке 4, и 4379,4 м3/ч диоксида углерода, выделенного на стадии регенерации раствора моноэтаноламина 5 и сжатого в компрессоре 6 до 5,0 МПа. Образовавшуюся газовую смесь нагревают в теплообменнике 7 до 600°С и подают в трубчатый реакционный аппарат 8 для осуществления взаимодействия диоксида углерода с метаном в присутствии водорода на никелевом катализаторе при 550-600°С и объемной скорости 2000-2500 . Образующийся в трубчатом реакторе 8 конвертированный газ охлаждают до 450°С в рекуперационном холодильнике 7, смешивают с водяным паром и подают в конвертор 9 оксида углерода. После конверсии оксида углерода с водяным паром конвертированный газ смешивают с потоком природного газа, предварительно уже подогретого до

о

00

к со о

со

400°С е теплообменнике 2, и направляют сначала в реактор 10 гидрирования сероор- ганических соединений, а затем в реактор 11 поглощения сероводорода.

Очищенную от соединений серы газовую смесь в количестве 52776,6 м /ч, имеющую следующий состав, об,%: С02 10,2; СО 1.19; Н2 16,92; N2 2,74; Аг 0,08; 63.7; С2Не 3,69; СзНв 1.11; С4Ню0,37, смешивают с водяным паром до соотношения пар/природный газ 3,3:1, нагревают в блоке теп- лоиспользующей аппаратуры трубчатой печи 12 до 511°С и подают в реакционные трубы трубчатой печи для осуществления реакции взаимодействия углеводородов с водяным паром и диоксидом углерода, а также паровой конверсии оксида углерода. После трубчатой печи конвертированный газ смешивают с воздухом и подают в шахтный конвертор 13, где осуществляются реакции взаимодействия метана, водорода и оксида углерода с кислородом воздуха.

Ковертированный газ после конвертора метана 13 в количестве 205655,6 м /ч с температурой 1010°С, имеющий состав, об.%: СО2 9.71; СО 12,39; Н2 56,13; N2 21,19; Аг 0,28; СН4 0,3, охлаждают до 420°С и подают сначала на среднетемпературную, а затем на низкотемпературную конверсию оксида углерода с водяным паром в аппараты 14 и 15. После стадии конверсии оксида углерода конвертированный газ очищают от диоксида углерода до остаточного содержания его в газе 300 ррм раствором моноэтанола- мина в абсорбере 16 и направляют на стадию метанировэния в метанатор 17.

После метанирования и последующего охлаждения до 25°С полученную азотоводо- родную смесь в количестве 179407 м /ч, имеющую состав, об.%: Н2 74,67; N2 23,98; АгО,31; СНд 1,04, компремируют компрессором 18 до 32 МПа и подают в колонну 19 синтеза аммиака.

Продувочные газы из цикла синтеза направляют на криогенную установку 4, где из них выделяют 5660 м3/ч водорода. Производительность агрегата 63,8 т/ч.

Результаты примеров 1-3 приведены в таблице.

При осуществлении конверсии метана в присутствии водорода в интервале температур 550-600°С увеличение содержания метана выше 50% и уменьшение содержания диоксида углерода ниже 80% от потока водорода в газе, поступающем на конверсию, вызывает зауглероживание катализатора.

Уменьшение содержания метана ниже 40% и увеличение содержания диоксида углерода выше 90% от потока водорода приводит к увеличению содержания диоксида углерода в конвертированном газе.

Таким образом, по сравнению с извест-. ным производительность предлагаемого способа увеличивается на 27%, расход углеводородов снижается на 23%, воздуха - на 34%, водяного пара - на 42%.

Формула изобретения

Способ получения аммиака, включающий очистку метана от сернистых соединений, его двухступенчатую каталитическую конверсию, каталитическую конверсию оксида углерода, абсорбционнунэ очистку от диоксида углерода, с последующей регенерацией насыщенного абсорбента с выделением диоксида углерода, тонкую очистку от оксидов углерода, синтез аммиака с отводом потока продувочного газа и последующим выделением водорода из него, отличающийся тем, что, с целью повышения

производительности процесса, водород, выделенный из продувочного газа, смешивают с диоксидом углерода, выделенным на стадии регенерации абсорбента, и частью исходного метана, в количествах, составляющих 80-90 и 40-50% соответственно от потока водорода, и полученную смесь направляют на дополнительные конверсию метана при 550-600°С и конверсию оксида углерода, после чего полученный газовый

поток смешивают с остальным метаном и подают на стадию очистки от сернистых соединений

Изобретение относится к способам получения аммиака и может быть использовано в химической промышленности. С целью повышения производительности процесса в способе получения аммиака, включающем очистку металла от сернистых соединений, его двухступенчатую каталитическую конверсию, каталитическую доконверсию оксида углерода, абсорбционную очистку от диоксида углерода с последующей регенерацией насыщенного абсорбента с выделением диоксида углерода, синтез аммиака с отводом потока продувочного газа и последующим выделением водорода из него, водород, выделенный из продувочного газа, смешивают с диоксидом углерода, выделенным на стадии регенерации абсорбента, и частью исходного метана в количествах, составляющих 80-90 и 40-50% соответственно от потока водорода, и полученную смесь направляют на предварительные конверсию метана при 550-600°С и доконверсию оксида углерода, после чего полученный газовый поток смешивают с остальным потоком и подают на стадию очистки от сернистых соединений. По сравнению с прототипом производительность заявляемого способа увеличивается на 27%; расход углеводородов снижается на 23%, воздуха - на 34%, водяного пара - на 42%. 1 табл., 1 ил. со С