Способ синтеза аммиака

 

793936

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.10.74 (21) 2067168/23-26 (51) М Кл з С 01 С 1/04 с присоединснием заявки—

Государственный ионитет

СССР (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 22.01.81

1 (53) УДК 661.53 (088,8), « t по делан изобретений и открытий (72) вторы

;: - ъ изобретения O. С. Чехов, 1О. Г. Тишин, Я. С. Теплицкий, В. А.,,ТапхаеЪ . и А. А. Орлов л: (71), Заявитель (54) СПОСОБ СИНТЕЗА АММИАКА

Изобретение относится к области производства аммиака.

Известен способ синтеза аммиака с использованием тепла реакции для получения холода .путем сжатия газообразного аммиака в инжекторе с помощью паров высокого давления, перегретого до . 270 С за. счет тепла реакции синтеза с последуюI щйм охлаждением и конденсацией смеси паров (1).

Недостатком известного способа является то, что не используется энергия продувочных газов, повышена тепловая нагрузка на систему конденсации, увеличено гидравлическое сопротивление агрегата синтеза аммиака, что приводит к росту энергозатрат.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ синтеза аммиака с использованием тепла реакции синтеза для сжижения газообразного аммиака, где отработанные пары аммиака после турбины и жидкий циркуляционный аммиак высокого давления подают в два последовательно включенных инжектора для поджатия аммиачных паров низкого давления (2).

Недостатком этого способа является то, . что не используется энергия аммиака высокого давления, вследствие чего снижается коэффициент инжекции, кроме того, очень высоки энергозатраты на циркуля цию газа.

Целью изобретения является умейьше5 ние энергозатрат на циркуляцию газа и увеличение коэффициента инжекции.

Поставленная цель достигается тем, что продукционный аммиак, имеющий давление 190 — 590 кг/слР н температуру 15—

10 30 С распыляют перед соплом инжектора илн непосредственно в сопле продувочными газами, имеющими давление 200 — б00 кг/слР и температуру 500 — 520 С в соотношении газ: жидкость (50 — 200): 1, а полу15 ченный двухфазный поток направляют на компримирование.

Отличительными особенностями является то, что продукционный аммиак распыляют перед соплом инжектора и непосредственно в сопле продувочнымп газами в соотношении газ: жидкость (50 — 200): 1, а полученный двухфазный поток направляют на компримирование. При этом продукционный аммиак имеет давление 190—

500 кг/слР и температуру 15 — 30 С, а продувочные газы давление 200—

600 кг/слР и температуру 500 — 520 С.

Перед смешением с продувочнымп газами продукционный аммиак нагревают до 100—

130 С.

На чертеже представлена схема реализации предложенного способа.

iH р и м е р 1. Жидкий аммиак из сепаратора 1 и конденсационной колонны 2 под давлением 190 кг/слР при температуре 15" С подают в приемную камеру инжектора 8, распыляют перед соплом продувочными газами из колонны 4 синтеза, имеющими температуру 500 С и давление 200 кгс/слР, в соотношении 1: 50. Полученной азотоводородо-аммиачной смесью, выходящей из сопла, инжектируют газообразный аммиак низкого давления (Р„„-, = 3,0 кгс/ела), поступающий из испарителя 5. Далее смешанный поток с давлениемР„,„- = 14 кгс/сл проходит холодильник-конденсатор 6, в котором аммиак конденсируется и сливается в сборник 7, а азото-водородная .смесь вместе с танковыми газами отводится на установку улавливания аммиака по линии

8. Свежую азото-водородную смесь подают через масляный фильтр 9, в конденсационную колонну 2, где смешивают ее с циркуляционным газом. Затем циркуляционный газ подают последовательно в циркуляционный компрессор 10, колонну 4 синтеза, холодильник-конденсатор 11, сепаратор / и вновь в кондепсационную колонну 2.

Пример 2. жидкий аммиак из сепаратора / и конденсационной колонны 2 под давлением 590 кгс/слР подают в теплообменник, где его нагревают до 130 С за счет тепла технологических газов, поступающих нз колонны 4. После теплообменника аммиак направляют в инжектор 3, где его распыляют продувочным газом в coQTHQшепни 1: 200, имеющим температуру 520 С и давление бОО загс/см . Далее синтез аммиака ведут, как в примере 1.

iH р и м е р 3. Жидкий аммиак из сепаратора 1 и конденсационной колонны 2, имеющей температуру 20 С и давление

300 кгс/см, подают в приемную камеру инжектора 8, распыляют перед соплом продувочным газом, имеющим температуру

520 С и давление 310 кгс/см, в соотношении 1: 126. Далее синтез аммиака ведут, как в примере 1.

iB предлагаемом способе за счет увеличения энергии рабочего потока уменьшаются энергозатраты на циркуляцию газа и увеличивается коэффициент ннжекции.

Формула изобретения

1. Способ синтеза аммиака с использо15 ванием тепла реакции синтеза для сжижения газообразного аммиака, включающий его сжатие аммиаком высокого давления с помощью инжектора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат

20 на циркуляцию газа, продукционный аммиак распыляют перед соплом инжектора или непосредственно в сопле продувочными газами в соотношении газ: жидкость (50—

200): 1, а полученный двухфазный поток

25 направляют на компримирование.

2. Способ по п. I, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента инжекции, продукционный аммиак перед смешением с продувочными газами нагре30 вают до 100 — 130 С.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийс я тем, что продукционный аммиак имеет давление 190 — 590 кгс/слР и температуру

15 — 30 С, а продувочные газы давление

35 200 — 600 кгс/слс и температуру 500 — 520 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Англии № 1125583, кл. С 1 А, 40 1958

2. Авторское свидетельство СССР № 339129, кл. С 01 В 1/04, 1972 (прототнп).

793936

Реди:;ор Л. Курасова

Заказ 1754/6 I Нзд. Х 135 Тираж 672 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5

Тип. Харьк, фил. пред. «Патент»!

Составитель P. Герасимов

Текред В, Серякова Корректор И. Осииовская