Способ получения аммиака

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ИЯ РЕ Е КОМУ СВИДЕТЕЛ В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗО(71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органическогосинтеза(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АММИАКА(57) Изобретение относится к способам получения аммиака и может быть использованов химической промышленности. С целью повышения производительности процесса вспособе получения аммиака, включающемочистку металла от сернистых соединений,его двухступенчатую каталитическую конверсию, каталитическую доконверсию оксиИзобретение относится к способам получения аммиака и может быть использовано в химической промышленности,Цель изобретения - повышение проиЗ- водительности процесса.П р и м е р 1, Природный газ в количестве 39000 м /ч сжимают в компрессоре 1 до давления 4,4 МПа и делят на две части, одну из которых в количестве 35601 м/ч подогревают в огневом подогревателе 2 до 400 С, а другую в количестве 2499 м /ч подают в отделение 3 цеолитной очистки от серы и затем на смешение с 5660 мз/ч водорода, выделенного на криогенной установке 4, и 4379,4 м ч диоксида углерода, выделенного на стадии регенерации раствора моноЯО 1682308 А 1(5)5 С 01 С 1/04, С 01 В 3/38 да углерода, абсорбционную очистку от диоксида углерода с последующей регенерацией насыщенного абсорбента с выделением диоксида углерода, синтез аммиака с отводом потока продувочного газа и последующим выделением водорода из него, водород, выделенный иэ продувочного газа, смешивают с диоксидом углерода, выделенным на стадии регенерации эбсорбента, и частью исходного метана в количествах, составляющих 80 - 90 и 40-50 ь соответственно от потока водорода, и полученную смесь направляют на предварительные конверсию метана при 550 - 600 С и доконверсию оксида углерода, после чего полученный газовый поток смешивают с остальным потоком и подают на стадию очистки от сернистых соединений. По сравнению с прототипом производительность заявляемого способа увеличивается на 27 расход углеводородов снижается на 23 оь, воздуха - на 34, водяного пара - на 42;4, 1 табл., 1 ил,этаноламина 5 и сжатого в компрессоре 6 до 5,0 МПа, Образовавшуюся газовую смесь нагревают в теплообменнике 7 до 600 С и подают в трубчатый реакционный аппарат 8 для осуществления взаимодействия диоксида углерода с метаном в присутствии водорода на никелевом катализаторе при 550-600 С и объемной скорости 2000-2500 ч, Образующийся в трубчатом реакторе 8 конвертированный гаэ охлаждают до 450 С в рекуперационном холодильнике 7, смешивают с водяным паром и подают в конвертор 9 оксида углерода. После конверсии оксида углерода с водяным паром конвертированный газ смешивают с потоком природного газа, предварительно уже подогретого до400"С в теплообменнике 2, и направляют сначала в реактор 10 гидрирования сероорганических соединений, а затем в реактор 11 поглощения сероводорода.Очищенную от соединений серы газо вую смесь в количестве 52776,6 м /ч, имеющую следующий состав, об,%: С 02 10,2; СО 1.19; Н 2 16,92; И 2 2,74; Аг 0,08; СНа 63,7; С 2 Нб 3,69; СзНв 1,11; СаН 1 о 0,37, смешивают с водяным паром до соотношения пар/при родный газ = 3,3;1, нагревают в блоке теплоиспользующей аппаратуры трубчатой печи 12 до 511 С и подают в реакционные трубы трубчатой печи для осуществления реакции взаимодействия углеводородов с 15 водяным паром и диоксидом углерода, а также паровой конверсии оксида углерода. После трубчатой печи конвертированный газ смешивают с воздухом и подают в шахтный конвертор 13, где осуществляются ре акции взаимодействия метана, водорода и оксида углерода с кислородом воздуха.Ковертированный газ после конвертора метана 13 в количестве 205655,6 м /ч с температурой 1010 С, имеющий состав, об.0 : 25 СО 2 9,71; СО 12,39; Нр 56,13; М 2 21,19; Аг 0,28: СНа 0,3, охлаждают до 420 С и подают сначала на среднетемпературную, а затем на низкотемпературную конверсию оксида углерода с водяным паром в аппараты 14 и 30 15, После стадии конверсии оксида углерода конвертированный газ очищают от диоксида углерода до остаточного содержания его в газе 300 ррм раствором монозтаноламина в абсорбере 16 и направляют нэ ста дию метэнирования в метанатор 17.После метанирования й последующего охлаждения до 25 С полученную азотовоздородную смесь в количестве 179407 м /ч. имеющую состав, об, /: Н 2 74,67; М 2 23,98; 40 Аг 0,31; СНа 1,04, компремируют компрессором 18 до 32 МПа и подают в колонну 19 синтеза аммиака,Продувочные газы из цикла синтеза направляют на криогенную установку 4, где из 45 них выделяют 5660 м /ч водорода, Производительность агрегата 63,8 т/ч. Результаты примеров 1-3 приведены в таблице.При осуществлении конверсии метана в присутствии водорода в интервале температур 550 - 600 С увеличение содержания метана выше 50% и уменьшение содержания диоксида углерода ниже 80 от потока водорода в газе, поступающем на конверсию, вызывает зауглероживание катализатора, Уменьшение содержания метана ниже 400 и увеличение содержания диоксида углерода выше 900 от потока водорода приводит к увеличению содержания диоксида углерода в конвертированном газе.Таким образом, по сравнению с извест-. ным производительность предлагаемого способа увеличивается нэ 27%, расход углеводородов снижается на 23 , воздуха - на 340 , водяного пара - на 420 . Формула изобретения Способ получения аммиака, включающий очистку метана от сернистых соединений, его двухступенчатую каталитическую конверсию, каталитическую конверсию оксида углерода, абсорбционную очистку от диоксида углерода, с последующей регенерацией насыщенного абсорбента с выделением диоксида углерода, тонкую очистку от оксидов углерода, синтез аммиака с отводом потока продувочного газа и последующим выделением водорода из него, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса, водород, выделенный из продувочного газа, смешивают с диоксидом углерода, выделенным на стадии регенерации абсорбента, и частью исходного метана, в количествах, составляющих 80 - 90 и 40 - 500 соответственно от потока водорода, и полученную смесь направляют на дополнительные конверсию метана при 550-600 С и конверсию оксида углерода, после чего полученный газовый поток смешивают с остальным метаном и подают на стадию очистки от сернистых со- единений1682308 Темпе- ратура Расход аэотоРасход Нмф /ч Расход Пример Расходпара,оэдуха,,8 39000 4617 560 14082 4143 2763 401 900 5600 эвест 105421,4 0,2 190545 650 Составитель А.Лобановскаядактор Н. Яцола Техред М,Моргентал Корректор М,Максимишине Заказ 3379 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Расходприродногогвэв,мф /ч 140575 540 140126 540 Расход Расход приСОэ,м /ч родного гав а,м нв выходе иэреактора 8,С водородной смеси, в/г 179407 179120 179133 Прона аопнтельностьколонны