Способ совместного производства аммиака и метанола, установка для осуществления способа, способ модернизации установки синтеза аммиака

 

Изобретение относится к способу и установке для совместного производства аммиака и метанола, а также к способу модернизации установки синтеза аммиака для обеспечения указанного совместного производства. Способ совместного производства аммиака и метанола осуществляют по последовательной схеме в секции синтеза метанола из газового потока, включающего монооксид, диоксид углерода и водород, при давлении 50-100 бар, и в секции синтеза аммиака, в которую поступает свободный от метанола газовый поток, образующийся после отделения метанола, и поток пара при высоком или среднем давлении и при температуре 100-300^oC. Установка для совместного производства аммиака и метанола последовательно включает вторичную секцию риформинга, секцию высокотемпературного и секцию низкотемпературного превращения монооксида углерода и секцию синтеза аммиака, которая соединена с низкотемпературной секцией. Непрореагировавший газовый поток из секции синтеза метанола до подачи в секцию низкотемпературного превращения монооксида углерода преимущественно насыщается потоком жидкости, включающим воду, нагретую за счет непрямого теплообмена с газообразным потоком, поступающим из вторичной секции риформинга. В высокотемпературную секцию подают, по существу, свободный от воды газообразный поток со стадии охлаждения и отделения воды. Способ модернизации установки синтеза аммиака предназначен для получения установки совместного производства аммиака и метанола, причем в известную установку дополнительно вводят секцию охлаждения и разделения воды, содержащейся в газообразном потоке, из вторичной секции риформинга. При этом предусмотрена подача в секцию низкотемпературного превращения монооксида углерода потока, включающего монооксид и диоксид углерода, водород и воду. Синтез метанола осуществляют по схеме "за один проход". Технический результат - упрощение технологического оформления процесса, снижение капитальных затрат. 3 с. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу совместного производства аммиака и метанола на установке, включающей вторичную секцию реформинга, секцию высокотемпературного превращения СО и секцию низкотемпературного превращения СО, расположенные в ряд, и секцию синтеза аммиака, указанный способ включает стадии: улавливания газообразного потока, включающего СО, СO₂, Н₂, и Н₂О, выходящего из указанной вторичной секции реформинга; подачи газообразного потока в секцию охлаждения и разделения Н₂O; охлаждения указанного газообразного потока и разделения Н₂О, содержавшейся в нем, в указанной секции охлаждения и разделения H₂O; подачи газообразного потока, по существу, свободного от Н₂О, выходящего из указанной секции охлаждения и разделения Н₂О в секцию синтеза метанола; взаимодействия указанного газообразного потока, по существу, свободного от H₂O, в указанной секции синтеза производства метанола; подачи газообразного потока, включающего СО, СO₂, Н₂, и СН₃ОН, выходящего из указанной секции синтеза метанола в секцию разделения метанола; разделения жидкого потока, содержащего метанол, от ,по существу, свободного от метанола газообразного потока, включающего СО, СО₂ и Н₂, в указанную секцию отделения метанола; подачи указанного газообразного потока, по существу, свободного от метанола, выходящего из указанной секции отделения метанола, в указанную низкотемпературную секцию превращения СО.

Настоящее изобретение относится также к установке для совместного производства аммиака и метанола для проведения вышеупомянутого способа и к способу модернизации установки синтеза аммиака.

Как известно, имеет место все возрастающая потребность в области совместного производства аммиака и метанола для обеспечения способов синтеза легких в исполнении, которые позволяют достигать желаемой производительности при низких производственных издержках и капиталовложениях и при более низком расходе энергии.

Известный уровень техники.

С целью удовлетворения вышеупомянутого требования недавно было предложено совместное производство в области синтеза аммиака и метанола, где поток газа, обогащенный СО, СО₂ и H₂, выходящий из вторичной секции реформинга установки синтеза аммиака, отводится в секцию конденсации и отделения воды, содержащейся в нем, и затем направляется в секцию синтеза производства метанола. Непрореагировавший газ последовательно повторно вводится снизу в секцию высокотемпературного превращения СО установки производства аммиака.

Хотя в некотором смысле преимущества имеют место, вышеописанные способы обладают рядом недостатков, первый из которых заключается в том, что непрореагировавший газообразный поток, выходящий из секции синтеза метанола до того, как он будет возвращен в способ синтеза аммиака, смешивается с потоком пара при высоком или среднем давлении, доводя температуру и концентрацию Н₂О до такой величины, чтобы способствовать последующему превращению СО.

Из этого следует, что благодаря высокому расходу пара производственные издержки и расход энергии, происходящие в результате осуществления способа совместного производства аммиака и метанола в соответствии с ранее известными способами, являются такими, что уничтожают преимущества, возникающие от использования газа, присутствующего на установке аммиака для производства метанола.

Кроме того, как раз в описанном способе метанол получается в реакционной секции, включающей синтетическую петлю, при давлении обычно находящемся между 50 и 100 барами, которое является, по существу, выше, чем давление, присутствующее во вторичной секции реформинга установки производства аммиака.

По этой причине установка для проведения способа согласно ранее известному в этой области требует специального оборудования для рецикла непрореагировавшего газа для синтетического реактора и для сжатия газового потока, выходящего из вторичной секции реформинга, включая, таким образом, значительную структурную сложность, а также высокие капиталовложения.

Краткое изложение изобретения.

Проблема, лежащая в основе настоящего изобретения, заключает в том, что обеспечивается способ совместного производства аммиака и метанола, который будет простым в исполнении и позволит достигнуть высокой производительности аммиака и метанола с низкими капиталовложениями и издержками в производстве дополнительно к низкому расходу энергии.

Вышеупомянутая проблема решается согласно настоящему изобретению за счет способа совместного производства аммиака и метанола вышеупомянутого типа, который характеризуется тем, что он включает стадию подачи, по существу, свободного от метанола газообразного потока, выходящего из секции отделения метанола от жидкого потока, содержащего Н₂О, соответственно нагретого за счет непрямого теплообмена газообразным потоком, выходящим из вторичной секции реформинга.

Преимущественно возможно достигать эффективного насыщения водой и регулирования температуры, по существу, свободного от метанола газообразного потока, который направляется в низкотемпературную секцию превращения за счет использования непрямого тепла газообразного потока, выходящего из вторичного реформера.

Таким образом, избегается использование внешних источников энергии в процессе совместного производства аммиака и метанола, таких как, например, в ссылке в ранее известных приемах, введение воды в виде пара, и поэтому значительно снижается расход энергии.

Предпочтительно температура жидкого потока, включающего Н₂О, подаваемого в, по существу, свободный от метанола газообразный поток, находится между 100 и 300^oС, так что температура газообразного потока, возвращаемого в способ синтеза аммиака, является такой, чтобы избежать реакции превращения в низкотемпературной секции превращения СО.

Кроме того, в соответствии с конкретным преимущественным вариантом способа согласно настоящему изобретению жидкий поток, содержащий H₂O, выходит, по крайней мере, частично из секции охлаждения и разделения H₂O.

В этом виде способ согласно настоящему изобретению позволяет выделять и использовать воду, полученную конденсацией в секции охлаждения от разделения Н₂О верхнего потока секции синтеза метанола, за счет рециркуляции ее к непрореагировавшему газообразному потоку, прежде чем он вернется в способ синтеза аммиака.

Следовательно, концентрация Н₂О в газообразном потоке, подаваемая в низкотемпературную секцию превращения СО, может преимущественно контролироваться за счет ограничения или даже исключения необходимости добавления воды извне в способ совместного производства аммиака и метанола, чем достигается упрощение установки и снижение затрат и капиталовложения и расхода энергии.

Преимущественно газообразный поток свободный, по существу, от Н₂О, реагирует в секции синтеза для производства метанола по типу "осуществляемый за один проход". Это позволяет упростить оборудование секции синтеза и, следовательно, значительно снизить капиталовложения по сравнению с установкой, обеспеченной реакционной секцией метанола, включающей синтетическую петлю типа описанной, со ссылкой на известный уровень техники.

В следующем описании и прилагаемой формуле изобретения термин: секция синтеза типа "осуществляемой за один проход" понимается как реакционная секция, в которой непрореагировавший вытекающий поток не рециклизуется в реактор синтеза.

Для проведения вышеупомянутого способа настоящее изобретение преимущественно делает доступной установку совместного производства аммиака и метанола, включающую: секцию вторичного реформинга, секцию высокого давления превращения СО и низкотемпературную секцию превращения СО, расположенные в ряд;
секцию синтеза аммиака в жидкостной связи с низкотемпературной секцией превращения СО;
секцию охлаждения и разделения Н₂О, содержащейся в газообразном потоке, выходящем из указанной вторичной секции реформинга, и включающую также СО, СO₂ и Н₂;
секцию синтеза для производства метанола подачей, по существу, свободного от Н₂O газообразного потока, выходящего из указанной секции охлаждения и секции разделения Н₂O;
секцию разделения метанола, подаваемого газообразным потоком, выходящим из указанной секции синтеза метанола, для разделения жидкого потока, включающего метанол, от газообразного потока, по существу, свободного от метанола и включающего СО, CO₂ и Н₂;
секцию насыщения Н₂О для указанного, по существу, свободного от метанола газообразного потока, в жидкостной связи с низкотемпературной секцией превращения СО;
который характеризуется тем, что он включает секцию нагревания для потока жидкости, включающего Н₂О, для непрямого теплообмена с указанным газообразным потоком, выходящим из указанной вторичной секции реформинга в жидкостной связи с указанной секцией насыщения.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения осуществляется также доступный способ модернизации установки синтеза аммиака такого типа, который включает вторичную секцию реформинга, высокотемпературную секцию превращения СО и низкотемпературную секцию превращения СО, расположенные в ряд, и секцию синтеза аммиака, указанный способ, включающий стадии:
обеспечения секции охлаждения и отделения Н₂O, содержащейся в газообразном потоке, выходящем из указанной вторичной секции рефоорминга и включающем также СО, CO₂ и Н₂;
обеспечения секции синтеза для производства метанола подачей, по существу, свободного от H₂O газообразного потока, выходящего из указанной секции охлаждения и секции разделения Н₂О;
обеспечения секции разделения метанола, подаваемого газообразным потоком, выходящим из указанной секции синтеза метанола для разделения жидкого потока, включающего метанол, от газообразного потока, по существу, свободного от метанола и включающего СО, СО₂ и Н₂;
обеспечения секции насыщения Н₂О для указанного, по существу, свободного от метанола газообразного потока;
обеспечения секции нагревания потока жидкости, включающего ₂O, для непрямого теплообмена с указанным газообразным потоком, выходящим из указанной вторичной секции реформинга;
обеспечения соединительного средства между указанной секцией нагревания и указанной секцией насыщения для подачи потока жидкости, включающего соответственно нагретую Н₂О в указанную секцию насыщения;
обеспечения соединительного средства между указанной секцией насыщения и указанной низкотемпературной секцией для подачи в указанную секцию превращения СО газообразного потока, содержащего СО, CO₂ и H₂ и H₂O.

Благодаря этому способу модернизации для существующей установки синтеза аммиака становится возможным проведение процесса совместного производства аммиака и метанола, простого в исполнении, способного достигать желаемой производительности при низких производственных издержках и капиталовложениях и при низком расходе энергии.

Характеристики и преимущества настоящего изобретения вытекают впредь из описании его варианта, приведенного ниже в виде примера, не ограничивающего изобретения, со ссылкой на прилагаемый чертеж, который показывает блок-диаграмму процесса совместного производства аммиака и метанола согласно настоящему изобретению.

Детальное описание предпочтительного варианта.

На чертеже представлена блок-диаграмма, иллюстрирующая стадии процесса совместного производства аммиака и метанола в соответствии с настоящим изобретением.

Ссылка номер 10 указывает обычно на часть блок-диаграммы, иллюстрирующей стадии процесса производства аммиака.

В этой части 10 блоки 11-17 указывают соответственно на первичную секцию реформинга и вторичную секцию реформинга и секцию высокотемпературного превращения СО, секцию низкотемпературного превращения СО, секцию отделению СО₂, секцию проведения метанолиза и секцию синтеза аммиака.

Блоки 11-17 пересекаются поточной линией 1, представляющей газообразный поток, имеющий состав, изменяющийся при прохождении через различные реакционные секции.

Например, на входе в первичную секцию реформинга, указанную блоком 11, газообразный поток 1 включает, по существу, метан или натуральный газ, в то время как на выходе из секции синтеза аммиака, представленной блоком 17, он включает главным образом аммиак.

Рабочие условия процесса производства аммиака как раз такого типа реакций, которые имеют место в процессе прохождения газообразного потока через различные секции, являются обычными условиями высокого давления и температуры установки получения аммиака, известными специалисту в этой области и поэтому не описываемыми далее.

Ссылка 20 указывает обычно на часть блок-диаграммы, иллюстрирующей стадии процесса производства метанола.

В этой части 20 блоки 21-25 указывают соответственно на секцию охлаждения, секцию разделения Н₂О, секцию синтеза метанола, секцию разделения метанола и секцию насыщения водой непрореагировавшего газообразного потока, по существу свободного от метанола.

Линия 2 потока представляет газообразный поток, выходящий из линии 1, покидающий вторичную секцию реформинга, показанную блоком 12, и включающую СО, СО₂, Н₂ и Н₂О.

Поточная линия 2 пересекает секцию охлаждения представленную блоком 21, где большая часть пара, содержащегося в газообразном потоке конденсируется и подается в секцию разделения Н₂O показанную блоком 22.

Идущий из блока 22 поток представляется поточной линией 3 газообразного потока, включающего СО, СО₂ и Н₂.

Поточная линия 3 пересекает секцию синтеза метанола, представленную блоком 23, где часть реагентов, содержащихся в газообразном потоке, взаимодействует с образованием метанола и подается в секцию разделения, показанную боком 24, в которой разделяется непрореагировавший газовый поток, включающий СО, CO₂ и Н₂, от метанола.

Поточная линия 6 указывает получаемый таким образом поток метанола, в то время как поточная линия 5 представляет непрореагировавший газообразный поток, по существу, свободный от метанола, который подается в секцию насыщения, представленную блоком 25.

Преимущественно на впуске в блок 25 также подается поточная линия 4 потока жидкости, включающего Н₂О, которая была предварительно нагрета в блоке 21 за счет непрямого теплообмена газообразным потоком, идущим из вторичной секции реформинга.

Как показано на чертеже, поток, идущий из блока 25, представляющий секцию насыщения непрореагировавшего газообразного потока, по существу, свободного от метанола, уводит поточную линию 7 газообразного потока, содержащего СО, СО₂ и Н₂ и Н₂О, который подается назад в поточную линию 1 способа синтеза аммиака верхнего потока низкотемпературной секции превращения СО, указанной блоком 14.

Из блока 25 также отводится поточная линия 8 потока жидкости, включающего Н₂O, который рециркулируется в поточную линию 4 верхнего потока блока 21.

Согласно способу настоящего изобретения газообразный поток, включающий СО, СО₂ и Н₂ и Н₂O, отводится из вторичной секции реформинга (блок 12) и подается в секцию охлаждения (блок 21) и секцию разделения ₂O (блок 22). Здесь газообразный поток охлаждается и содержащаяся в нем вода отделяется. Газообразный поток, по существу свободный от Н₂О, отводится из секции охлаждения и разделения Н₂О и подается затем в секцию синтеза (блок 23) метанола, где он реагирует для того, чтобы превратиться в метанол. Газообразный поток, уходящий из секции синтеза метанола, затем подается в секцию разделения метанола (блок 24) для разделения потока жидкости, включающего метанол, от газообразного потока, по существу свободного от метанола, включающего СО, СО₂ и Н₂, который в свою очередь подается в секцию превращения СО низкого давления (блок 14).

Преимущественно в соответствии с другой стадией настоящего способа поток жидкости, включающий Н₂О, соответственно нагретый за счет непрямого теплообмена газовым потоком, уходящим из вторичной секции реформинга, подается в газообразный поток, по существу свободный от метанола, уходящий из секции разделения метанола.

Оперируя таким образом, по крайней мере, часть тепла газового потока, уходящего из вторичного реформера, преимущественно возвращается с помощью насыщения в Н₂O и нагревания газового потока, который перемещается в низкотемпературную секцию превращения СО.

В примере на чертеже нагревание потока жидкости, включающего Н₂О, происходит в секции охлаждения, указанной блоком 21.

Предпочтительно поток жидкости, включающий Н₂О, поданный в секцию насыщения (блок 25), предварительно нагревается согласно настоящему изобретению до температуры между 150 и 280^oС, так чтобы довести температуру газообразного потока, по существу свободного от метанола, который будет подаваться обратно в процесс синтеза аммиака, до таких величин, чтобы способствовать успешному превращению СО. Эти величины обычно находятся между 180 и 250^oС.

В конкретном и преимущественном варианте способа согласно настоящему изобретению, но не показанному здесь, поток жидкости, включающий Н₂О, подвергается соответственно сжатию до того как быть нагретым и подвергается после нагревания стадии расширения для достижения флеш-испарения части Н₂О, содержащейся в потоке жидкости, который будет подаваться в газообразный поток, по существу, свободный от метанола.

Оперируя таким образом, поток жидкости, который подается в секцию насыщения (блок 25), включает преимущественно пар с высокой температурой, который значительно облегчает насыщение водой и нагревание газообразного потока, уходящего из секции разделения метанола (блок 24).

Преимущественно поток жидкости, включающий Н₂О, уходящий из блока 22, сжимается до давления между 20 и 100 барами, и предпочтительно 60 бар.

В альтернативном и особенно преимущественном варианте способа согласно настоящему изобретению поток жидкости, включающий Н₂О, уходит, по крайней мере, частично из секции охлаждения и секции разделения Н₂О (блоки 21 и 22).

На чертеже этот альтернативный вариант представляется прерывистой поточной линией 4'.

Оперируя таким образом, становится возможным использование ₂О, содержащейся в газообразном потоке, уходящем из вторичной секции реформинга, соответственно конденсированной и разделенной в верхнем потоке секции синтеза метанола, для насыщения непрореагировавшего газообразного потока, по существу, свободного от метанола, чтобы быть поданным назад в способ производства аммиака.

Секция охлаждения и разделения Н₂О и секция насыщения обладают соответственно функциями, исключающими, по крайней мере, часть Н₂О, содержащейся в газообразных реагентах до того, как происходит реакция синтеза, для того чтобы предотвратить действие Н₂О (продукта реакции) в качестве ингибитора реакции превращения и обогатить газообраный поток водой, которая подается назад в способ синтеза аммиака для облегчения реакции превращения СО.

Благодаря настоящему изобретению становится возможным проводить насыщение газообразного потока, который подается в секцию превращения СО за счет прямого использования предварительно полученной H₂O в секции охлаждения и разделения Н₂O.

В альтернативном варианте способа согласно настоящему изобретению поток жидкости, включающий Н₂О, который подается в газообразный поток, по существу, свободный от метанола, полностью уходит из секции охлаждения и разделения Н₂О, исключая, таким образом, необходимость в использовании насыщения потока, подаваемого извне.

Согласно настоящему изобретению газообразный поток, по существу свободный от метанола, уходящий из секции разделения, указанной блоком 22, взаимодействует в секции синтеза для производства метанола (блок 23), включающей преимущественно реактор типа "осуществляемый за один проход".

По сравнению с процессами совместного производства аммиака и метанола, известными в этой области, которые используют секцию синтеза метанола типа включающей синтетическую петлю, настоящее изобретение позволяет исключить всю ту часть оборудования, которая связана с рециклом в синтетический реактор, по крайней мере, части непрореагировавших газообразных компонентов, таким образом значительно снижая капиталовложения и расход энергии.

В альтернативном варианте процесса настоящего изобретения не показан, становится возможным обеспечить секцию синтеза метанола (блок 23), включающую множество реакторов типа "осуществляемых за один проход", расположенных в ряд для достижения высокой степени превращения газообразных реагентов. Этот вариант является особенно пригодным в тех случаях, где существует требование получения больших количеств метанола.

Секция разделения метанола, представленная на чертеже блоком 24, для разделения непрореагировавшего газового потока от потока образующегося метанола, обычно обеспечивается сосудом для разделения, в котором газ охлаждается до соответственно комнатной температуры с конденсацией метанола, содержащегося в нем.

Преимущественно давление, использованное в процессе синтеза метанола, является приблизительно таким же, как давление для процесса синтеза аммиака.

Давление в стадии процесса производства метанола согласно настоящему изобретению находится преимущественно между 20 и 50 барами.

Фактически было найдено, что возможно получать удовлетворительную конверсию в секции синтеза метанола (блок 23) даже тогда, когда работают с давлениями, аналогичными давлению стадии процесса производства аммиака.

Оперируя таким образом, установка для проведения процесса может быть далее упрощена со снижением производственных затрат и капиталовложений и расхода энергии, так как в этом случае уже не является необходимым использование компрессоров, как это применялось в процессе совместного производства метанола и аммиака в соответствии с известным уровнем техники.

Наконец, согласно способу настоящего изобретения газообразный поток, уходящий из вторичной секции реформинга, охлаждается в секции охлаждения (блок 21) до температуры предпочтительно ниже 50^oС.

Было найдено, что ниже этой температуры происходит практически полная конденсация пара, содержащегося в газообразном потоке, уходящем из вторичной секции реформинга (блок 12), с облегчением последующих стадий синтеза метанола (блок 23) и в случае, по крайней мере, частичного возвращения конденсированной воды, насыщения водой (блок 25) газообразного потока, по существу, свободного от метанола.

Благодаря настоящему изобретению может быть достигнут способ совместного производства аммиака и метанола, легкий в исполнении, с низкими затратами и капиталовложениями и низким расходом энергии.

Со ссылкой на чертеж установка совместного производства аммиака и метанола включает секции, указанные блоками 11-17 и 21-25.

Преимущественно установка согласно настоящему изобретению обеспечивает также секцию нагревания для потока жидкости, включающего H₂O, за счет непрямого теплообмена с потоком жидкости, включающим Н₂О, до подачи его в газовый поток, по существу, свободный от метанола.

На чертеже секция, указанная блоком 21, также выполняет функцию нагревания потока жидкости, содержащего Н₂О, до подачи его в газообразный поток, по существу, свободный от метанола.

Секция охлаждения или нагревания (блок 21) может исключать один или большее количество теплообменников, расположенных в ряд, и верхний поток секции разделения Н₂О (блок 22), для удаления за счет непрямого теплообмена с потоком охлаждающей жидкости, включающим Н₂О, по крайней мере, части тепла, присутствующего в газовом потоке, уходящем из вторичной секции реформинга (блок 12) процесса синтеза аммиака, таким образом, чтобы достигать конденсации пара, содержащегося в нем, и одновременно нагревать поток жидкости, включающий Н₂O.

В альтернативном варианте установка согласно настоящему изобретению также включает соответствующее соединительное средство (поточная линия 4') для того, чтобы осуществлять жидкостную связь между секцией разделения Н₂О и секцией нагревания таким образом, чтобы позволить использование, по крайней мере, части H₂O, содержащейся в газообразном потоке, уходящем из вторичной секции реформинга (блок 12), для насыщения непрореагировавшего газового потока, который возвращается в секцию низкотемпературного превращения СО (блок 14).

Секция синтеза 23 для производства метанола является преимущественно секцией типа "осуществляемой за один проход".

Со ссылкой на способ модернизации существующей установки синтеза аммиака согласно настоящему изобретению,важно отметить, что, по крайней мере, часть газообразного потока, уходящего из вторичного реформера и богатая СО, СО₂ и Н₂, может быть преимущественно использована для производства продукта коммерческого значения, такого как метанол, с облегчением в то же самое время секций превращения СО и разделения СО₂ установки производства аммиака.

В соответствии с различными стадиями настоящего способа модернизации для установки синтеза аммиака, обеспечиваются секция охлаждения (блок 21) и секция разделения (блок 22) для воды, содержащейся в газообразном потоке, уходящем из вторичной секции реформинга (блок 12) установки синтеза аммиака, и последующей секцией синтеза для производства метанола (блок 23) подаваемого в газообразный поток, по существу, свободный от Н₂O, уходящий из секции охлаждения и разделения Н₂О. Обеспечивается секция разделения метанола (блок 24), подаваемого газообразным потоком уходящим из секции синтеза метанола, для разделения потока жидкости, содержащего метанол, от газообразного потока, включающего СО, СО₂ и Н₂, по существу, свободного от метанола, который насыщается водой в соответственно обеспеченной секции насыщения (блок 25).

Преимущественно обеспечивается также секция нагревания (блок 21) для потока жидкости, включающего Н₂O, для непрямого теплообмена с газовым потоком, уходящим из вторичной секции реформинга (блок 12), и соединительное средство между секцией нагревания и секцией насыщения (поточная линия 4).

Наконец, между секцией насыщения и низкотемпературной секцией превращения СО (блок 14) располагаются соединительные средства (поточная линия 7) для подачи в секцию превращения СО газообразного потока, включающего СО, СО₂ и Н₂ и Н₂O.

В особенно преимущественном предпочтительном варианте способ модернизации в соответствии с настоящим изобретением также включает стадию расположения соединительного устройства между секцией охлаждения и разделения Н₂О и секцией нагревания (поточная линия 4') для подачи в последнюю потока жидкости, включающего Н₂O.

Из приведенного выше становятся ясными многочисленные преимущества, достигнутые с помощью настоящего изобретения. В частности, обеспечивается способ совместного производства аммиака и метанола, простой в исполнении, способный достигать желаемой производительности синтеза метанола и аммиака с низкими затратами и капиталовложениями и низким расходом энергии.

Формула изобретения

1. Способ совместного производства аммиака и метанола на установке, включающей вторичную секцию риформинга, секцию высокотемпературного превращения монооксида углерода, секцию низкотемпературного превращения монооксида углерода, расположенные в ряд, секцию синтеза метанола и секцию синтеза аммиака, отличающийся тем, что улавливают газообразный поток, содержащий монооксид углерода, диоксид углерода, водород и воду, выходящий из указанной вторичной секции риформинга, подают указанный газообразный поток в секцию охлаждения и разделения воды, охлаждают указанный газообразный поток и отделяют воду, подают, по существу, свободный от воды газообразный поток в секцию синтеза метанола, подают газообразный поток, содержащий монооксид углерода, диоксид углерода, водород и метанол, выходящий из секции синтеза метанола, в секцию разделения метанола, отделяют поток жидкости, содержащей метанол, от, по существу, свободного от метанола газообразного потока, содержащего монооксид углерода, диоксид углерода и водород, в указанной секции разделения метанола, подают указанный, по существу, свободный от метанола газообразный поток, выходящий из указанной секции разделения метанола, в указанную низкотемпературную секцию превращения метанола, вводят в указанный, по существу, свободный от метанола газообразный поток, выходящий из указанной секции разделения метанола, поток жидкости, включающий воду, соответственно нагретую за счет непрямого теплообмена с указанным газообразным потоком, выходящим из вторичной секции риформинга.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что жидкость, включающую воду, в газовый поток, по существу, свободный от метана, подают при температуре от 100 до 300^oС.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно до нагревания потока, включающего воду, за счет непрямого теплообмена с газообразным потоком, выходящим из вторичной секции риформинга, проводят сжатие указанного потока жидкости с последующим расширением указанного потока жидкости до указанной подачи ее в газообразный поток, по существу, свободный от метанола для достижения флеш испарения части воды, содержащейся в жидкости.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанную жидкость сжимают до давления потока от 20 до 100 бар.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный поток жидкости, по меньшей мере, частично уводят из указанной секции охлаждения и разделения воды.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный газообразный поток, по существу, свободный от воды, взаимодействует в секции синтеза метанола типа "осуществляемой за один проход".

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в указанной секции синтеза метанола используют давление от 20 до 50 бар.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный газообразный поток, выходящий из указанной вторичной секции риформинга, охлаждают в указанной секции охлаждения и разделения воды до температуры ниже 50^oС.

9. Установка для совместного производства аммиака и метанола, включающая вторичную секцию риформинга, секцию высокотемпературного превращения монооксида углерода, секцию низкотемпературного превращения монооксида углерода, расположенных в ряд, секцию синтеза метанола и секцию синтеза аммиака, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит секцию охлаждения и разделения воды, содержащейся в газообразном потоке, выходящем из указанной вторичной секции риформинга и содержащем также монооксид углерода, диоксид углерода и водород, секцию разделения метанола, загружаемую газообразным потоком, выходящим из указанной секции синтеза метанола, и предназначенную для разделения потока жидкости, включающего метанол, и газообразного потока, по существу, свободного от метанола и содержащего монооксид углерода, диоксид углерода и водород, секцию насыщения водой указанного газообразного потока, по существу, свободного от метанола, соединенного по жидкостному потоку с указанной низкотемпературной секцией превращения монооксида углерода, и секцию нагрева потока жидкости, содержащего воду, за счет непрямого теплообмена с указанным газообразным потоком, выходящим из указанной вторичной секции риформинга, причем секция нагрева потока жидкости по жидкостному потоку соединена с секцией насыщения, секция синтеза аммиака соединена с низкотемпературной секцией превращения монооксида углерода, а указанная секция синтеза метанола питается, по существу, свободным от воды газообразным потоком, поступающим из указанной секции охлаждения и отделения воды.

10. Установка по п. 9, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит соединительное средство, расположенное между секцией охлаждения и разделения воды и секцией нагрева, причем указанное соединительное средство выполнено с возможностью подачи в секцию нагрева потока жидкости, включающего воду.

11. Установка по п. 9, отличающаяся тем, что в ней использована секция синтеза метанола типа "осуществляемой за один проход".

12. Способ модернизации установки синтеза аммиака, направленный на получение установки для совместного производства аммиака и метанола, причем указанная установка синтеза аммиака включает вторичную секцию риформинга, секцию высокотемпературного превращения монооксида углерода и секцию низкотемпературного превращения монооксида углерода, расположенные в ряд, секцию синтеза аммиака, отличающийся тем, что в известную установку дополнительно вводят секцию охлаждения и разделения воды, содержащейся в газообразном потоке, выходящем из указанной вторичной секции риформинга и содержащей монооксид углерода, диоксид углерода и водород, секции синтеза метанола из подаваемого газообразного потока, по существу, свободного от воды, вышедшего из указанной секции охлаждения и разделения воды, секции разделения метанола, подаваемого газообразным потоком, выходящим из указанной секции синтеза метанола с получением потока жидкости, содержащего метанол, и газообразного потока, включающего монооксид углерода, диоксид углерода и водород и, по существу, свободного от метанола, секции насыщения водой указанного газообразного потока, по существу, свободного от метанола, секции нагрева потока жидкости, включающего воду, посредством непрямого теплообмена с указанным газообразным потоком, выходящим из указанной вторичной секции риформинга, соединительного средства между указанной секцией нагревания и указанной секцией насыщения, выполненной с возможностью подачи потока жидкости, содержащего нагретую воду в указанную секцию насыщения, и соединительного средства между указанной секцией насыщения и указанной секцией низкотемпературного превращения монооксида углерода, выполненного с возможностью подачи в указанную секцию низкотемпературного превращения монооксида углерода газообразного потока, содержащего монооксид углерода, диоксид углерода, водорода и воды.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дополнительно вводят соединительное средство между указанной секцией охлаждения и разделения воды и указанной секцией нагрева, выполненное с возможностью подачи в последнюю потока жидкости, включающего воду.

14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что используют секцию синтеза метанола типа "осуществляемой за один проход".

РИСУНКИ

Рисунок 1