Способ получения аммиака

 

к 1 .и.т г:.: библи <

О П И С А Н И Е 11 вы<, ц

ИЗОБРЕТЕНИЯ им Al5A

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено09 02 70 (21)1401573/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано25.04.77. Бюллетень ¹15 (45) Дата опубликования описания16.06.77 (51) М. Кл.

С 01 В 1/04

Гасударственный номитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК661.531. (088. 8) Н. В. Кархов, A. И. Егоров и Я. С. Казарноьский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АММИАКА

Изобретение относится к процессу получения аммиака.

Известен способ получения аммиака путем высокотемпературной кислородной конверсии углеводородов, конверсии окиси углерода на жидкофазном катализаторе, очист— ки газа от двуокиси углерода, сернистых соединений и остатков окиси углерода с использованием теплореакции под давлением до 220 атм.

Недостатками известного способа являются большие затраты энергии на компрессию газа от давления конверсии до давления синтеза, что значительно удорожает производство.

С целью снижения энергетических затрат, повышения выхода аммиака по предложенному способу высокотемпературную (некаталитическую конверсию углеводоро1 дов и последуюшие стадии переработки газа осушествляют под давлением до 400 атм.

Причем, для конверсии углеводородов используют обогащенный кислородом воздух или техническую фракцию кислорода с содержанием до 4,5% аргона, а для удаления из газа остатков окиси углерода и метана путем их каталитического окисления используют тот же обогашенный кислородом EQGдух или дозируемую в синтез-газ техничес5 кую фракцию азота с необходимым для окисления содеожанием кислорода.

Способ реализуется следующим образом.

Ппиродный газ, поступаюший из газопроlp вода обычно под давлением 25 атм, дожимают компрессором до давления примерно

350 атм. Затем его подогревают водяным паром в теплообменнике до температуры о

350 С и подают в конвертор.

Технический кислород с концентрацией

95% 0> и 4% аргона, получаемый на установке разделения воздуха, сжимают до давления 350 атм, подогревают до темперао туры 300 "С в теплообменнике и подают в конвертор. Вместо технического кислорода в конвертор также может быть подан обогащенный воздух с концентрацией 48 — 50% 0 а

При этом концентрацию кислорода в нем выбирают таким образом, чтобы обеспечить

330728 под давлением 320-330 атм при температуре 1550-1600 С.

Конвертированный газ имеет примерно следующий состав, об.%:

При конверсии с кислородом (95% О ) При конверсии с обогащенным воздухом (О я 48-50% ) 2,0

1,7

24,0

31,1

53,0

0,6

0,6

0,3

20,1

1,0

0,8

12,3

Н О (пар) 12,5 в синтез-газе требуемое соотношение

Конверсию природного газа с кислородом или обогащенным воздухом, осуществляют

Затем газ охлаждают в котле-утилизатоо ре до температуры 350-450 С, насыщают водяным паром в сатураторе и производят промывку в аппарате. о

При температуре 250-270 С производят каталитическую очистку газа от сернистых соединений и подают его на конверсию окиси углерода. Конверсию окиси углерода осу — З1 шествляют на катализаторе в жидкой фазе о при температурах 230 — 270 С и под давлением" 320 атм. Далее при температурах о

250-300 С производят каталитическое окисление кислородом остаточных окиси углерода 0,3% и метана 0,5% до СО> и Н < О.

При этом дозировку требуемого количества кислорода сочетают с подачей в газовую смесь азота в количестве, необходимом для получения в синтез — газе соотношения

Н: N ж3. Для этого от компрессора подают азот с соответствующим содержанием кислорода. В случае применения для конверсии обогащенного воздуха окисление остаточ ных окиси углерода и метана производят тем же обогащенным воздухом.

Затем газ охлаждают в теплообменниках о до температуры 100 С, отделяют конденсат в сепараторе, производят дальнейшее охлаждение газа промышленной водой, хладаген- 0 том и вновь отделяют конденсат в сепараторе.

Очистку от двуокиси углерода производят в две ступени: основное количество двуокиси углерода удаляют из газа физической 5б сорбцией органическим растворителем типа пропилея-карбонат, тонкую очистку производят моноэтаноламиновым раствором.

Свежую азотноводородную смесь подают на синтез аммиака, где из циркулирующей 60 газовой смеси выделяют полученный аммиак с применением для его конденсации хладагента с аммиачно-холодильной установки.

Разделение продувочных газов осуществляют известными методами диффузии или криогенной технологии. Водород и азот компримируют и возвращают вместе с газами в цикл синтеза, а аргон получают как ценный побочный товарный продукт.

Энергетический цикл осуществляют с применением двух теплоиспользующих контуров.

1, Контур использования высокопотенциального тепла.

Конденсат из системы конденсации и регенеративного подогрева турбины под давлео нием 350 атм и с температурой 230 С пропускают для подогрева последовательно через теплообменник колонны синтеза, затем подают в котел †утилизат, где за счет тепла высокотемпературной конверсии получают водяной пар с температурой 430о

470 С и давлением до 350 атм.

Для повышения температуры пара до трео буемого уровня 560-570 С осуществляют его перегрев в пароперегревателе с топкой, в которой сжигают небольшое дополнительное количество топлива, составляющее 10-13% от общего количества, расходуемого в процессе.

Полученный водяной пар сверхкритических параметров направляют в турбину конденсационного типа и вырабатывают таким образом 1000 квтч электроэнергии на

1 т аммиака. Этой электроэнергии достаточно для покрытия всех потребностей производства аммиака по данной схеме, включая затраты энергии на получение кислороga.

330728

Составитель Г. Леонтьева

Редактор М. Макарова Техред М. Левицкая Корректоо Л. Веселовская

Заказ 506/32 Тираж 657 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров ССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

2 . Контур использования низкопотенциального тепла.

Технологический конденсат, возвращаемый на конверсию окиси углерода и в сао туратор, нагревают до 230-250 С в теплообменнике за счет использования тепла парогазовой смеси после конверсии СО и окисления остаточных СО и СН, Остальное тепло парогазовой смеси используют для о подогрева до 200 С конденсата-теплоноси- р теля адсорбционно-холодильной установки.

Для этой же цели используют тепло дымовых газов на выходе из пароперегревателя о с температурой до 450-500 С.

1б

Формула изобретения

1. Способ получения аммиака путем вы— сокотемпературной кислородной конверсии углеводородов, конверсии окиси углерода 20 на жидкофазном катализаторе, очистки газа от двуокиси углерода, сернистых соедннений и остатке,: окиси уг.-гро, с ис.-ользованием тепла реакции, о т л и ч а ю щ л йс я тем, что, с целью повышения выхода продукта и снижения энергетических затрат, высокотемпературную конвеосию углеводородов и последующие стадии перераоотки газа осуществляют под давлением до 400 атм.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, для конверсии углеводородов

HcIIoJIb3уют обогащенный Iw!1ciI0130ij,o!iI или техническую фракцшо кислорода с содержанием до 4,5 .о аргона.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что для удаления из газа остатков окиси углерода и метана использу-ют обогащенный кнслооодом воздух или дозируемую в синтез-газ техничес:л ю Гс..UMh) азо:4; -тTG c необходимы i cc -,.:2KGH е, кислорода.