Способ подготовки природного газа в составе производства аммиака


 


Владельцы патента RU 2404115:

Открытое акционерное общество "Тольяттиазот" (RU)

Изобретение относится к области химии. Способ подготовки природного газа в производстве аммиака включает дросселирование газа из магистрального трубопровода, сжигание его в качестве топлива, нагревание, гидрирование и сероочистку. Дросселирование газа из магистрального трубопровода с давлением 5,5-7,0 МПа проводят до давления 3,5-4,5 МПа, отбирают 25-45% газа и дросселируют его до давления 0,8-1,2 МПа. Полученный газ используют в качестве топлива, а остальную часть газа с давлением 3,5-4,5 МПа подают для нагревания в блок рекуперативных теплообменников либо в огневой подогреватель при необходимости дополнительного подогрева. Изобретение позволяет усовершенствовать технологическую схему подготовки природного газа для процесса риформинга. 1 ил.

 

Изобретение относится к процессам подготовки природного газа в производстве аммиака, применяемым на крупнотоннажных агрегатах, и может быть использовано в химической, нефтехимической, газовой и смежных отраслях промышленности.

Известен технологический способ риформинга природного газа для производства аммиака, описанный в [Справочник азотчика. Изд. 2-е переработанное. М.: Химия. 1986, - 512 с.]. Данное техническое решение предусматривает использование природного газа с низким давлением как в качестве топлива, так и для технологических нужд. Для оптимизации условий синтеза аммиака технологический газ перед подачей на риформинг подвергается сжатию специальным компрессором до давления 4,5-4,9 МПа. В результате этого он нагревается до температуры не более 200°С. Для предотвращения "гидравлических ударов" перед компрессором природного газа устанавливают сепаратор - аппарат, в котором от газа отделяется газовый конденсат, сконденсировавшийся вследствие низкой температуры природного газа на входе в эту машину. На всех действующих аммиачных агрегатах этот компонент природного газа отводится в топливную сеть, что увеличивает расход природного газа на технологию производства аммиака.

Для поддержания в зимних условиях в компремируемом природном газе температуры 20-35°С и компенсации теплопотерь при дросселировании, перед компрессором устанавливается подогреватель природного газа. Указанный теплообменный аппарат нагревается паром, что также увеличивает энергозатраты на проведение процесса риформинга. После компрессора природный газ направляется в огневой подогреватель системы гидро- и сероочистки, где нагревается до температуры 370-400°С и далее по технологической схеме процесса риформинга для производства аммиака. К недостаткам этого процесса относятся большие потери энергии при компремировании природного газа, а также необходимость использования парового подогрева в вышеописанном рекуперативном теплообменнике.

Известен [RU № 2117520, кл. B01D 53/00, С07С 27/26, С07С 29/92] способ подготовки природного газа в производстве метанола, предусматривающий деление газа с давлением 30-45 атм на два потока в соотношении (75-85): (25-15), причем первый основной поток направляется на нагревание до 80°С в трубчатое пространство рекуперативного теплообменника теплом циркуляционного газа с температурой 105-110°С, а второй после дросселирования и нагревания в метанольном подогревателе до температуры 50-60°С используется в качестве топливного газа. Применение данного технического решения в производстве аммиака затруднено по следующим причинам:

а) количество природного газа, отбираемое в качестве топлива, не обеспечивает заданного теплового баланса в аммиачном производства;

б) этого количества недостаточно для оптимизации условий проведения кинетических реакций и фазовых превращений в процессе производства аммиака.

Следует также иметь ввиду, что рекомендуемый метод подогрева природного газа в трубчатом пространстве рекуперативного теплообменника недостаточно эффективен. При его осуществлении, особенно в зимнее время, не достигается температура, необходимая для сероочистки.

Наиболее близким по технической сущности является процесс подготовки природного газа в крупнотоннажном производстве аммиака, описанный авторами [RU № 2175950, кл. С01С 1/04, С01В 3/24]. Он включает отбор природного газа высокого давления из магистрального трубопровода, его дросселирование и сжигание в качестве топлива, нагревание, гидрирование и сероочистку по технологической схеме процесса риформинга производства аммиака, причем дросселированию подвергают 30-45% природного газа под давлением 3,8-5,0 МПа, который направляют на сжигание с целью получения тепла, а остальную часть природного газа после фильтрации подают непосредственно на нагревание отходящими газами с печи риформинга для использования в технологии.

Практическая реализация данного изобретения затруднена из-за того, что давление природного газа в магистральных трубопроводах сегодня увеличено до 5,5-7,0 МПа, что существенно превышает давление газа, подаваемого в процесс риформинга агрегатов аммиака. Это значит, что газ указанных параметров не может быть использован для прямой подачи на технологию без предварительного редуцирования, как это предусмотрено в известном техническом решении.

Технической задачей изобретения является усовершенствование технологической схемы подготовки природного газа для процесса риформинга, позволяющей использовать газ с магистральных трубопроводов давлением более 5,5 МПа.

Поставленная задача достигается тем. что природный газ с магистрального трубопровода, поступающий на производстве аммиака, дросселируется в два этапа, на первом до давления 3,5-4,5 МПа, на втором только часть его в количестве 25-45% - до 0,8-1,2 МПа.

Сущностью предлагаемого технического решения является способ подготовки природного газа в производстве аммиака, включающий дросселирование газа из магистрального трубопровода, сжигание его в качестве топлива, нагревание, гидрирование и сероочистку, причем дросселирование газа из магистрального трубопровода с давлением 5,5-7,0 МПа проводят до давления 3,5-4,5 МПа, отбирают 25-45% газа и дросселируют его до давления 0,8-1,2 МПа, полученный газ используют в качестве топлива, а остальную часть газа с давлением 3,5-4,5 МПа подают для нагревания в блок рекуперативных теплообменников, либо в огневой подогреватель при необходимости дополнительного подогрева.

Предлагаемый способ реализуется по принципиальной схеме, представленной на чертеже.

Пример.

Природный газ из магистрального трубопровода 1 под высоким (5,5-7,0 МПа) давлением подается на аммиачный агрегат. С использованием дросселирующего устройства 2 (1-ый этап) его давление снижается до 3,5 - 4,5 МПа, после чего газовый поток делится на два в объемном соотношении (55-75):(45-25). Меньшая часть направляется на второе по ходу дросселирующее устройство 3 (2-ой этап) для снижения давления газа до 0,8-1,2 МПа, который используется для сжигания в качестве топлива. Остальная часть природного газа после очистки от твердых механических примесей в аппарате 4 подается в блок рекуперативных теплообменников 5, где нагревается до требуемой температуры за счет тепла отходящих дымовых газов и направляется затем на узел гидрирования и сероочистки 7, либо в огневой подогреватель 6 при необходимости дополнительного подогрева до 350-400°С.

Для практической реализации предлагаемого способа подготовки природного газа не требуются большие финансовые затраты. Вместе с тем его использование позволяет перевести отечественные аммиачные агрегаты на газ с давлением свыше 5,5 МПа и повысить безопасность эксплуатации крупнотоннажных установок.

Способ подготовки природного газа в производстве аммиака, включающий дросселирование газа из магистрального трубопровода, сжигание его в качестве топлива, нагревание, гидрирование и сероочистку, отличающийся тем, что дросселирование газа из магистрального трубопровода с давлением 5,5-7,0 МПа проводят до давления 3,5-4,5 МПа, отбирают 25-45% газа и дросселируют его до давления 0,8-1,2 МПа, полученный газ используют в качестве топлива, а остальную часть газа с давлением 3,5-4,5 МПа подают для нагревания в блок рекуперативных теплообменников либо в огневой подогреватель при необходимости дополнительного подогрева.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для выделения и очистки водорода. .

Изобретение относится к физико-химическим технологиям получения водорода, который может быть использован в энергетических установках для получения электроэнергии, в качестве ракетного топлива, в химической промышленности для получения органических соединений и т.д.

Изобретение относится к области конверсии и/или обработки остатков, образующихся при перегонке. .

Изобретение относится к способу получения углеводородных соединений, характеризующемуся тем, что он включает в себя: а) подачу в первый реактор обратной конверсии водяного пара с внешней подачей газообразного водорода и газообразной двуокиси углерода, где молярное отношение газообразного водорода к газообразной двуокиси углерода превышает единицу, для генерирования первого потока сингаза, содержащего смесь по меньшей мере газообразной моноокиси углерода и газообразного водорода, водяного пара и остаточной газообразной двуокиси углерода; b) генерирование второго потока сингаза из первого потока сингаза конденсацией и удалением по меньшей мере части водяного пара из первого потока сингаза; с) подачу второго потока сингаза во второй реактор обратной конверсии водяного пара для генерирования третьего потока сингаза, содержащего смесь, по меньшей мере, газообразной моноокиси углерода и газообразного водорода, водяного пара и остаточной двуокиси углерода; (d) генерирование четвертого потока сингаза из третьего потока сингаза конденсацией и удалением, по меньшей мере, части водяного пара из третьего потока сингаза, и е) генерирование смеси, по меньшей мере, углеводородных соединений из, по меньшей мере, газообразной моноокиси углерода и газообразного водорода из четвертого потока сингаза.

Изобретение относится к способу нагревания и частичного окисления специально предварительно не подогретой, подвергнутой первичному риформингу смеси пара и природного газа, предназначенной для получения NH3-синтез-газа, причем в газовый поток синтез-газа-сырца в направлении его течения после первичного риформера подается энергия.

Изобретение относится к способу получения синтез-газа. .

Изобретение относится к способам получения чистого водорода из газообразного и жидкого углеводородного сырья и может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности, а также в водородной энергетике, в частности для стационарных и мобильных энергетических установок с электрохимическими генераторами на топливных элементах.

Изобретение относится к области газоочистки, в частности к очистке от кислых примесей различных газов, в том числе природного газа и попутных газов нефтедобычи от сероводорода, меркаптанов и других серусодержащих кислых примесей, а также углекислого газа и других кислых примесей, нежелательных по экологическим требованиям, из-за высокой коррозионной активности, по технологическим и экономическим соображениям.

Изобретение относится к способу получения катализатора для обессеривания потоков углеводородов, катализатору для обессеривания потоков углеводородов, который, например, может быть получен указанным способом, а также к применению катализатора для обессеривания потоков углеводородов.

Изобретение относится к химической промышленности и может применяться для газоочистки. .
Изобретение относится к области нейтрализации сероводорода и легких меркаптанов в нефтепромысловых средах химическими реагентами-нейтрализаторами и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности для очистки сероводородсодержащих нефтей, газоконденсатов и их фракций, а также попутных и природных газов.
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для проведения технологического контроля углеводородного газа, чтобы предотвратить коррозию трубопроводов.

Изобретение относится к применению катализаторов, предназначенных для улучшения гидролиза оксисульфида углерода (COS) и цианистоводородной кислоты (HCN) в газообразных смесях, выделяемых, в частности, установками для совместного производства энергии.
Изобретение относится к области очистки природного газа от сернистых соединений. .

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам очистки нефтяного, природного газов от серосодержащих соединений типа сероводорода или сероуглерода путем их разложения с получением элементарной серы, а также может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической, газоперерабатывающей и металлургической промышленности.
Изобретение относится к катализаторам для очистки отходящих серусодержащих газов по способу Клауса и может найти применение в процессах очистки отходящих газов на предприятиях газовой, нефтяной, химической промышленности, черной и цветной металлургии.
Наверх