Способ получения аммиака Советский патент 1977 года по МПК C01C1/04 

1

Изобретение относится к области попу чения аммиака из углеводородного сырья.

Известен способ получения аммиака из углеводородов путем сжатия до давления

40 ат и сероочистки. Затем газ подвергают паровоздушной конверсии метана и конверсии окиси углерода. Полученную азотоводородную смесь подвергают очистке от двуокиси и окиси углерода и подают на аммиака с концентрацией инертных газов (аргон, метан и гелий) - 1,5%,

Синтез аммиака осуществляют по циркуляционной, схеме под давлением ат с выводом инертных газов из цикла .синтеза путем отдувки части циркуляционного газа Продувочный газ синтеза аммиака разделяют для получения водорода, аргона и метана следующим образом. Вначале из продувочных газов выделяют водород путем диффузии через полупроницаемые мембраны из папладиевых сгетавов,-Давление газовой смеси над мембраной ат, продиффундировавшего водорода 3-.2 ат, .Оставшуюся после выделения водорода газовую смесь после сепарации направляют в Злок глубокого охлаждения для получения аргона и метана. Полученные из продувочных газов водород и метан направляют на всас кок прессора природного газа, api-uH испоп зуют как товарный продукт.

Однако извест:ц.1й способ обеспечивает низкую степень извлечения водорода из продувочных газов (8О-9О%) вследствие ах низкого давления в выделения в одну CTJ пень, что затрудняет последующее выдел&ние аргона и гелия, а также требует повышенного расхода энергии на саатие выделеннга о водорода компрессорсгм природного газа,

С целью увеличения степени выделення водорода, аргона, гелия и снижения энергозатрат согласно изобретению выделение водорода из продувочных газов при давленае 20О-450 ат осуществляют в две ступени, сначала выделяют 7О-9О% водорода и с давлением 30-70 ат надравл5пот егр на сероочистку, затем выделяют остальное количество водорода при атмосферном да лении, смешивают его с паром и подают Н6 стадию конверсии углеводородов. Предлагаемое азсбретевй-а позволяет уЕа личить степень иавпеченйя до при остаточном содержании водороде -ь 1-2% в оставшемся газе с получением водорода при давлении ат« Низкое содержание водорода в непрсдиффундировавших газах позвйяяет повысить концентрацшо гелия в гелиевой фр-ак-цг-ш от ходящей из блока глубокого охлажденияс, до 3O-40%j4TO облегчает его дальнейшее ЕЫ« депение„ Увеличение степени изапечениЁ водсрода из продувочных газов позволяет более полн использовать его для технологичеспих нужд а наличие водорода под даапением ЗО-/Оа позволяет избежать его допопните.яьного сжатия перед подачей в сероочистк.у„ Низкое содержание водорода к ам.миала в непрореагировавших газах позтзоляет налу чить до чистого аргона в .жи.а..ком виде и до.80% жи.дкого а.ммк.ака из продувочных гаэоэо Схема осуш.ествления способа ц.апа на чертеже. Природный газ с давланксл-л ат сжимают в компрессоре .1 до даш1ен.и.я 45 ат и направляют в отделение сероочистки 2, где производится гндрирова ;ио о/.5.г;..и1р|(у кой серы и поглощение сороводородао За-тем из природ)гого газа поаучаигг взого/jo-дородную СА;есь в отдеочении 3 ной конверсии метана и отлелений 4 к.он версии окиси упмеродаг, .В отделение 3 по-дают в качестве тол.аива часть .одио1о газа с давле1 не:м 7 ати неносремственло перед горелками его дав енне си.и . каюг дс 1,5 атИа Азотоьэдороднг1я: сг.есь проходит лтделение 5 очистки от СО,, и отде;1е1;.це G очистки от СОо Затем ее сжимслют .к.омнрО сором 7 до V 40О ат и налраай.мот и о деление си 1теза аммиака Синтез осуществляют в реакторе 8 Ко центрация аммиака в газе после реактора 16-20%.Аммиак конденсир. в холодильнике 9 и отделяют в сепараторе 10с Непрореагировавшую смесь рецирк.у..|;йруют компрессором 11 Сюда же подают свожую азотоводородную .смесь из компрессора /, Во избежание в miK.K .теза большого кйг.нчества И ерТ11ь.1.х so-j.часть диркуляционно1о газа отводят оице продувки. Количеству процуак1-. раЕно 57% от количества свежего газа, что .,1.;я агрегата мощностью 15ОО т/сутки составит 10000 ми /час Лродувочиы.й ги.э имеет давление 400 aTj температуруj- 4Ои содержит,%: И 60, tM, .20,, С.Н ,. 7, Ai-.5 NHj 8, Не ОДЗ, Продувочный газ подо1 реБают в теплообменнике 12 до 400OCs в отделении 3 конверсии м.е;тана до и направляют в первую стзнень диффузионного анпарата, Здесь из продувочного газа удаляют 80% водорода путем диффузий через мембраны из шпладиево.го сплава,. Продиффувдировавиий водород с давлением 4S ат добавляют к природному газу на входе в отделение сероочистки После первой стртени диффузионного ап ларйта .12 прод.увочнык гаа содержашил 15% .Н„,нод давлением 400 ат направляют вх BTopjif. ступань диффузионного аппарата 14о Проди(|- |У ЗДИр---Ейв.ший водород Е этом аппарате смешивеют с паром поступающим под давле11ие.м 43 ат, .в соотполеиии пар ; водород - -lOtia ..акик образом поддер.живают дарпиарькое, давление продиффу -1днровавшего водородвг рав{.ы.м ,1 ат. а обшое давление -43 .., Пароводя.аую смесь ::з ашшрата 14 без ;роме.жуточног& с.жытия напрааляют в uT/je. 3 кояверсик метана Непродифф и.аироБави1ие газы ггокидают диффузионный агглйрат 14с давлением 400 aTj те.мперйтурой -500 С и содержа нием водорода cv l,5/iV Гог ;ie o ;jiaHfiia :ti« к те:Х1;ооб ;ениике 12;, x.ujiOiiHjibHHKe S и отделеаня сконденсйрв ::.ubi.-::-: 3 o. ц ссгшраторе 16 проuyiочные газы иаиравлшот в блок глубоко ГЦ о)( Ч лЧ 1УН15:1„ В сепараторе .16 отделяют ii3% : :eKiiUai DCSJ в гузе ,; В 0л оке газ охяаждшот и ашюрате 17 лс -г(.Г (, При эток; из газа конденсируег cv; .nsi..:i:)3i uivViMaK; который от долиюг в cejbjpaiopc 18 н адсорберах 19 Часть чтого (-;ммнака - 2О% от всего количес,. ;:одоржап|г:гося в про/1увочном га зс к:иаря}О7 /пя компеясаи.Лл холодопотерь п c)j,.);i;. J./uitG Газ охлаждают в аппарате Я О дг, гс.(:атуры и дросселируют а колонну 21 для ьыдшюияя мотана В ней пощде;.)Ж.1:Бают д; Ш1еиис 15 ат, В дефлепк..Of колонш.а .д{1осселируют метан из ее куба,. Газообразный метан отбирают с дав jiOHit-M 0.5 сп. Д;лее смесь подвергают раздопеицю в .колонне дьойиой ректифика1.ий .2i В ии.Киой колоиле поддерживают давлсщнс В ат, в BOpxiioE 657 ат, Водородн1 -.)Н;.ву}() 4ракцию отбирают из-под крышки 1(Л1ирителя-К01ЦК.;псатораг ь коиденсето ре 23 из /iue уда;.1ядот азот Кониентрация .гслик .:, .BD.ziopOAt; иосле c iiiiiapaTa . ЬОЪ, Далее эту с;месь 11аираБляют для хи;-.;ичесхой очистки гелия. Аргон отбирают из ч;Сжт;;убкогз Пространства конденсатораиспарителя в жидком вида, переохлаждают в тего-т.ообмепиике .24 и делйт на дца потока.