Способ совместного производства аммиака и метанола

 

СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПРОИЗВОДСТВА АММИАКА И МЕТАНОЛА, включающий очистку природного газа от соединений серы гидрированием, пароуглекислотную конверсию очищенного природного газа, очистку конвертированного газа от двуокиси углерода, синтез метанола и аммиака с вьщелением продувочных газов и возврат их на стадию очистки от соединений серы, отличающийс я тем, что, с целью снижения расхода природного газа и исключения выброса в атмосферу вредных примесей, 65-80 об.% потока очищенного конвертированного газа направляют на синтез метанола, а продувочные газы синтеза метанола смешивают с остальной частью потока конвертированного газа и пЬдвергают паровоздушной конверсии, после чего из конвертированного газа выделяют окись углерода и направляют ее на синтез метанола, затем конвертированный газ подвергают очистке от углекислоты, которую направляют ся на пароуглекислотную конверсию, а оставшийся газ подают на синтез аммиака.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦ МЛИСТИЧННИ1(РЕСЛУЬЛИН

o9) SU (Ill

Зай С 01 В /32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3453782/23-26 (22) 18.06.82 (46) 07.09.84. Бюл. И - 33 (72) Н.А. Дорошенко, И.Н. Куриго, С.А. Михайлова, Э.К. Назаров и Г.А. Барышева (53) 661.961.3 (088.8) (56) 1. Патент США Ф 3598527, кл. С 01 В 3/32, 1976.

2. Gas JournaI, 70, 1972, N - 2, с. 53-57 (прототип). (54)(57) СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПРОИЗВОДСТВА АММИАКА И МЕТАНОЛА, включающий очистку природного газа от соединений серы гидрированием, пароуглекислотную конверсию очищенного природного газа, очистку конвертированного rasa от двуокиси углерода, синтез метанола и аммиака с выделением продувочных газов и возврат их на стадию очистки от соединений серы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения расхода природного rasa и исключения выброса в атмосферу вредных примесей, 65-80 о6.7 потока очищенного конвертированного rasa направляют на синтез метанола, а продувочные газы синтеза метанола смешивают с остальной частью потока конвертированного газа и ПЬдвергают паровоздушной конверсии, после чего из конвертированного газа выделяют окись углерода и направляют ее на синтез метанола, затем конвертированный газ подвергают очистке от углекислоты, которую направляют на пароуглекислотную конверсию, а оставшийся газ подают на синтез аммиака.

1111983 газа.

Изобретение относится к способам совместного производства аммиака и метанола и может быть использовано в химической, нефтехимической и газовой промьппленности для совместного производства аммиака и метанола.

Известен способ совместного производства аммиака и метанола, включающий паровую и паровоздушную конверсию природного газа с последующим синтезом метанола, конверсию окиси углерода, содержащейся в продувочных газах синтеза метанола, очистку конвертированного газа от двуокиси углерода, метанирование и синтез аммиака L13 ..

Недостатком данного способа является высокий удельный расход природного газа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ совместного производства аммиака и метанола при давлении l50 атм, включающий паровую и паровоздушную конверсию очишенного ат соединений серы природного газа, синтез метанола, конверсию окиси углерода, содержащейся в продувочных газах синтеза метанола, очистку конвертированного газа от двуокиси углерода, метанирование и синтез аммиака 123.

Недостатком известного способа является высокий расход природного газа, что обусловлено неполным использованием компонентов конвертированного газа, а также загрязнение атмосферы выбросом углекислого газа после конверсии окиси углерода.

Цель изобретения — снижение расхода природного газа и исключение выброса в атмосферу вредных примесей путем максимально полного использования компонентов конвертированного

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу совместного производства аммиака и метанола, включающему очистку природного газа от соединений серы гидрированием, пароуглекислотную конверсию очищенного природного газа, очистку конвертированного газа от двуокиси углерода, синтез метанола и аммиака с вь>делением прадувочных газов и возврат их на стадию очистки от соединений серы, 65-80 об.7 потока очищенного конвертированного

55 газа направляют на синтез метанола, а продувочные газы синтеза метанола смешивают с остальной частью потока конвертированного газа и подвергают паровоэдушной конверсии, после чего из конвертированного газа выделяют окись углерода и направляют ее на синтез метанола, затем конвертированный гаэ подвергают очистке ат углекислоты, которую направляют на парауглекислотную конверсию, а оставшийся газ подают на синтез аммиака .

Пример 1. Природный гаэ в количестве 1000 нм /ч состава, мол,7:

СН>, 94,47; COz 0,6; М 0,9; СаН6

3,0, CqFI 0 6; С Н 0 О 43, сжатый до 15 атм смешивают с водородсодержащим газом и направляют на сероочистку путем гидрирования. Очищенный гаэ при 400 С поступает на первую ступень конверсии, где ега смешивают с обратным потоком углекислоты и водяным паром в количестве 4500 нм /ч.

Конвертированньп> гаэ состава:

CF!„0, 9683, СО 11, 2247, COz

14, 3122; Н z 32, 2893; И О, 1039, HzО 41,1016 в количествс

8662,04 нм разделяют на два потока.

Первый поток в количестве

8613,40 нм /ч, содержащий 2.20 нм /ч водорода, подвергают моноэтаналаминовой очистке от углекислоты, смешивают с потоком окиси углерода и направляют на синтез метанола. Состав этого газа: СН„ 1,917;СО 31,959;

СО> 2, 000, Н 63,918; Nz 0,206. B процессе синтеза образуется 1,6 т метанола-сырца. Прадувочные газы синтеза метанола в количестве

317,6 нм /ч состава: СНч 20,77;

СО 18,44, СОр 21,68, Н 36,88; Ч

2,23 смешивают с вторым потоком конвертированного газа и направляют на паровоздушную конверсию в коли— честве 2387,89 нм /ч. Туда «;е падается воздух в количестве 323> 37 нм /ч.

Конвертированный гаэ паровоздушной конверсии в количестве

1739,73 нм состава: СНц 0,029;

С0 22;184; СО> 17,068;IIz 45 517;

Nz 15,016., А О, 186 отдает высокопотенциальное тепло на стадии пароуглекислотной конверсии, охлаждается в котле-утилизаторе и подвергается маноэтаноламиновой ачистк> 01 глекислоты, где выделяется 296, 94 нм, ч

111 983 напра к".яомс го на метанол, с 65 до

60Х резко повьппает расход природного газа и снижает выход продуктов. При повышении количества конвертированного газа, направляемого на метанол, свьппе 807-. расход природного газа начинает увеличиваться при одновременном уменьше. нии выхода продуктов. Кроме того, 10 при соотношении образующихся аммиака и метанола, меньшем 0,4:1,6, процесс становится уже не интегральным, а направлен, в основном, на получение метанола.

15 Оптимальным является режим IU.

При необходимости увеличения вы— хода аммиака целесообразно направлять на метанол 65а конвер— тированного газа, что соответствует

20 режиму II.

Внедрение изобретения в промьппленность позволит обеспечить экономию природного газа и исключить вредные выходы к атмосферу пу25 тем максимально полного испольэования компонентов конвертированного газа.

Распределение конвертированного газа

Показатели

На метанол На аммиак

СО

Конгаз на

- выходе иэ пароуглекислот— ной конверсии: нм3

83,9

14,3 32,3

11,2

Т режим

Продувка из металла, нм

Конга з на

ПВК"", нм

33,5

Газ на ПВК, нм

65 режим

Продувка из метанола,нм

СО>. Этот по" ок смепп вают с потоком из отделения очистки от углекислоты первого потока и в количестве

1203,25 нм /ч СО2 возвращают на пароуглекислотную конверсию. Далее второй поток конвертированного газа подвергают медно-аммиачной очистке от окиси углерода. Ретурный газ, содержащий 335,22 нм /ч окиси углерода, направляют на смешение с синтез-газовым для производства метанола, а очищенную газовую смесь в количестве 105 1,45 нм /ч состава: СН ц 0, 314, Н 74,534; Nq 24,845; Ar 0,307 подают в цикл синтеза аммиака,где вьщеляется жидкий продукт в количестве 0,4 т/ч. Продувочные газы цикла синтеза после вьщеления из них аммиака используют в качестве водородсодержащего газа в процессе гидрирования сернистых соединений природного газа.

Газовый баланс совместного производства аммиака и метанола приведен в таблице.

Как видно из таблицы, уменьшение количества конвертированного газа, Состав газа из расчета на

1000 нм /ч природного газа

972, 3 1239, 7 2469,9

45 5 44 0 51 5 70 5

390, 0 492,0 1120,0

434,0 543,5 1190,5

11,8 14,7 32,3

49 4 47,7 55,8 76,4

1111983

Состав газа из расчета па ! 000 пм /ч природного газа

Показатели Распределение копвертированного газа

Конгаз на

ПВК з

29,4 340,3 433,9 978„9

Свежий газ на

ПВК, нм

78,8 387,0 489, 7 1055, ", 70

III режим

Продувка из метанола, нм

Конгаз на

ПВК нм

5,6 51,4 60Ä 3 103,4

25,? 291, О 37?, О 838,0

Свежий газ на ПВК нм

82.,8 342,4 342 3 911, О

17 режим

Продувка из метанола, нм

Койгаз на

ПВК, нм бб, 07 58,6 68,8

117,1 I á, 7 194,4 24,80 559,4

Свежий газ на ПВК, нмэ

83,. 9 256, 1 333,4 714., 1

Ч режим

Продувка из метанола, нм

70 О 1064 1296 254., 9

145,8 185,91 419., 5

25,2 31,5 „ -;4, 5

Продолжение таблицы

Показатели Состав газа из расчета на 1000 нм /ч природного

3 газа

iE0Го конверсии - аз а i:.ÿ

1 т про-, дуктов

Конгаэ" на конверсии: нм

9,0 3560,- 86Ь2,0

О, 1 41) 1 1000

ОтноUI(>пtöпар; (» з

Конгаз на нм

Свежий газ на ПВК,нм выходе из пароуглекислотной

На метанол 11а аммиа

Вь:.ход продy;;:-I тов на 1000

Hi+ природного,, газа

Продолжение тah ц ц(,t

Расход Параме iðhi природ- процесса

1111983 режим

1,2 0,475 593,4 с 810оС

P = 15 атм

5,3

216,8

3,6 1430,0 3469, 1

94,4

HÌ3

8, 9 1430,0 3683,8

0,2 58 9 100

СОг 0.6

1 3 0 540 555 6

5,7

284,4

3,2 1246,0 3031, 7

8,9 - 1246,0 3265,7

1,4 0,514 522,5

6,1

278,8

2,7 1070,0 2548,9

8,8 1070,0 2877,3

1,6 0,4

500 0

7,1

7,0

9,0 981,5

7,0

1, 3 534,0

8,3 534,0

К

Конгаз — газ после пароуглекислотной конверсии;

ПВК вЂ” паровоздушная конверсия.,Прдувка из

1 метанола, нмЗ

Конгаз ца

ПВК

Газ на ПВК:

II режим

Продувка из метанола, нм

Конгаз на

ПВК, нм

Свежий газ на ПВК, нм

III режим

Продувка из з метанола, нм

Конгаз на

ПВК, нм

Свежий гаэ на ПВК, нм

IV режим

Продувка из метанола,нмз

Конгаз на

ПВК, „ Ь

Свежий газ на ПВК, нм

V режим

Продувка из метанола, нм

Конгаз на

ПВК,нм

Свежий газ .на ПВК, нм

317,6

1?32,4

2387,5

567, 9

1299,0

1867, 0

Состав природного газа, мол.7:

СНц

3,0

Сэ Н 0,6

С„Н„0,43