Способ получения аммиака

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()981219

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву

/ (22) Заявлено 21. 01 81 (2 ) 3239211/23-26

511М Ne з

С 01 С 1/02 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

{23) Приоритет

Опубликовано 1Ü1232. Бюллетень № 46 (53) УДК 661. 531 (088; 8) Дата опубликования описания 15.12.82

1 (72) Авторы изобретения,О.С.Чехов, Н.М.Жаворонков и A.Í.Ñåìàãèí

) f

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт химического машиностроения и Орденка .

° Ленина институт общей и-неорганической химии им. Н.С.Курнакова (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АММИАКА

Изобретение относится к получению аммиака и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ получения аммиака из углеводородного сырья (природного газа), включающий каталитическую конверсию углеводородных газов и. газов, содержащих окись углерода, очистку газов от кислородсодержащкх

;соединений, компремирование и синтез аммиака. По этому способу продулочные газы, выводимые из цикла синтеза, после частичного выделения аммиака сжигаются в межтрубном пространстве печей первой ступени конверсии углеводородного сырья fl).

Недостатком этого способа являются большие потери-азотоводородной смеси с продувочными газами, приводящими к повышенным расходным коэффициентам углеводородного сырья на единицу производимого аммиака.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому .результату к описываемомуизобретению является способ получения аммиака кз уллеводофодного сырья, водяных паров, воздуха, включающий очистку сырья от соединений серы, конверсию метана и окиси углерода, очистку полученной азотоводородной смеси от кислородсодержащих соединений, сжатие смеси, последний синтез аммиака в замкнутом цикле, вывод продукционного аммиака и продувочного газа. Далее продувочный гаэ подвергают разделению на отдельные компоненты методом глубокого охлаждения и полученную в результате разделения аэотоводородную смесь направляют в агрегат синтеза аммиака (23.

Недостатком известного способа является значительный расход углеводородного сырья и азотоводородной

15 смеси на единицу получаемого аммиака.

Целью изобретения является снижение расхода углеводородного сырья..

Поставленная цель достигается тем, что.согласно способу получения аммиака, включающему.образдвание аэотоводородной смеси, содержащей аргон, из углеводородного сырья и воздуха, проведение синтеза целевого продук25 та в замкнутом цикле с выводом продукционного аммиаКа и продувочного газа, синтез ведут при,объемном соотношений между аргоном и азотом в азотоводородной смеси, равном 0,017- .

30 0,073.

981219 ь

Количество, продувочного газа, Снижение расхода, нм /ч а единицу получаемого аммиака

Отношение аргон/азот в азотоводородной смеси

Необходимое для вывода из агрегата и утилизации

Прис оединяемое к природному газу

Выводимое из цикла азотоводородной смеси природного газа

0,012

0,017

7764

7764

3548,074

6491,44

9227,54

12559,67

16433,74

27653,64

5700

0,8148

1,0012

1,6457

2,0139

2,4296

2i7621 .3,2327

9248,074

10862,87

12840 04

15315,23

18503,74

28753,64

4371, 43 1, 2549

3512,5 1,3637

2755,56 1,459

2070,0 1,377

1100,0 0

0,03

0,042

0 057

0,073

0,12

Объемное соотношение между аргоном и азотом в азотоводородной смеси рав-, ное 0,017-0,073, поддерживают путем возврата части продувочного газа в исходное углеводородное сырье.

Изобретение отличается от иэвестнбго технического решения более высоким объемным отношением между аргоном и азотом (его интервал лежит в пределах 0,017-0,073, вместо имею-: щегося интервала 0,0004-0,012 в су- 10 ществующей схеме), которое осущест-, вляется присоединением части продувочного газа к углеводородному сырью, что обеспечивает достижение поставленной цели. 15

В изобретении объемное отношение между аргоном и азотом более.0,017 и ограничивается значением 0,073, выше которого, как выяснено в результате Расчетов, снижение расхода углеводородного сырья на единицу получаемого аммиака не наблюдается.

Повышение в азотоводородной смеси объемного соотношения между аргоном и азотом в сторону увеличения содержания аргона позволяет увеличить парциальное давление аргона в циркуляционном газе.цикла синтеза.. Это, в свою очередь, приводит к увеличению количества аргона, растворяющегося в выводимом из замкнутого цикла синтеза жидком продукционном аммиаке.

При увеличении количества аргона., растворяющегося в жидком аммиаке, и неизменном количестве аргона, посту= дающего в цикл синтеза с атмосферным воздухом, уменьшается количество аргона, которое надо вйводить иэ агрегата синтеза аммиака с продувочным газом. При этом количест во продувочного газа, выводимого из, -агрегата синтеза уменЫаается, в результате чего сокращаются потери азотводородной смеси с продувочным газом.

Пример, При мощности установки синтеза аммиака 57,95 т/ч общее количество углеводородного сырья (природного газа), потребляемого агрегатом на топливо и для приготовления азотоводородной смеси, равно

5974 нм /ч. Количество азотоводо3 родной смеси, поступающей в цикл синтеза,равно 159850 нм 3/ч. Объемное отношение между аргоном и азотом в аэотоводородной смеси 0,01. Количество продувочного газа, выводимого из цикла синтеза, 7764 нм /ч. Затем повышают в аэотоводородной смеси, поступающей в цикл синтеза, объемное.. отношение между аргоном и азотом в сторону увеличения содержания аргона, присоединяя часть продувочного газа потребляемому агрегатом для приготовления аэотоводородной смеси.

Результаты влияния отношения аргона к азоту в аэотоводородной смеси на снижение расхода углеводородного сырья приведены в таблице.

981219

Формула изобретения

Составитель P.Ãåðàñèìoâ редактор О.Персиянцева Техред И.. Гайду Корректор В Бутяга

Заказ 9597/30 . Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Представленные данные показывают, что при использовании предложенного способа снижается расход углеводо родЫого сырья и азотоводородной смеси на единицу получаемого аммиака соответственно на 1,4бЪ и на 3,23%.

Снижение расхода природного газа (на топливо и для приготовления азотоводородной смеси),на единицу получаемого аммиака наблюдается только тогда, когда объемное отношение между аргоном и азотом в азотоводородной смеси, поступающей в цикл синтеза, находится в интервале, 0,017-0,073. При значении объемного отношения между аргоном и азотом, равном 0,073, расход азотоводородной смеси -на единицу получаемого аммиака уменьшается на 3,2327%, но при этом вследствие увеличения расхода природного газа на топливо снижение общего расхода природного газа (на топливо и для приготовления азотоводородной смеси) не наблюдается. Поэтому нет необходимости повышать объемное отношение между аргоном и азотом выше значения

0,073.

Таким образом, экономическая эффективность изобретения состоит в рациональном использовании сырья.

1. Способ получения аммиака, включающий образование азотоводородной смеси, содержащей аргон, из углеводородного сырья и воздуха, проведение синтеза целевого продукта в замкнутом цикле с выводом продукционного аммиака и продувочного. газа, о т л и.ч а ю ш и и с а тем, что,с целью снижения расхода углеводородного сырья, синтез ведут при объемном соотношении между аргоном и азотом в азотоводородной смеси, равном 0,017"0,073.

15 .2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что объемное соотношение между аргоном и азотом в азотоводородной смеси, равное 0,0170,073, поддерживают путем возврата

20 части продувочного газа в исходное углеводородное сырье.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Андреев Ф.A. Каргин С.И., 25 Козлов Л.И., Приставко В.Ф. Технология связанного аэбта. M °, 1974, с. 19-275. 2. Головко Г.A. Установки для производства инертных газов. Л., 3р 1974, с. 345-354 (прототип). с