Способ получения метанола, аммиака и аргона

(51) 4 С 01 В 3/38 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРС Бюл. М 25ий политехнический и 361(088,8)е свидетельствоС 01 В 3/38,СССР 985. СПОСОБ АР ГОН бам снизи Спосо тан направляю ной конверсии шийся после м подают на се выделения арг воздуштиас углеводородов ембраны продув ективную мембр она, Суммарный за на 1 т прод способе снижае а остаочный га кислотнуюсутствии ие ну для конве природногопредлагаемо1,62-2,57. нте укци чных на углеЮ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) АвторскУ 1197997, кл ОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА, АММИ(57) Изобретение относится к сп совместного производства метано аммиака и аргона и позволяетрасход углеводородного газа,включает паровую или пароуглеконверсию углеводородов в приникелевого катализатора, выделводорода и окиси углерода изтированного газа диффузией,метанола с выделением продувогазов, паровоздушную конверсию 801407838 А 1 водородов, конверсию окиси углеродас подачей двуокиси углерода на стадию пароуглекислотной конверсии углеводородов, синтез аммиака под давлением с выделением продувочных газов, При этом продувочные газы стадий синтеза метанола и аммиака разделяют на полупроницаемых селективныхмембранах, выделенные из газов синтеза метанола водород и окись углерода подают на синтез метанола, выделенные из газов синтеза аммиакаводород и азот направляют на синтезаммиака, выделенный из продувочныхгазов синтеза метанола и аммиака ме 1407898Изобретение относится к способамсовместного производства метанола,аммиака и аргона и может найти своеприменение в химической промышлен 5ности.Цель изобретения - снижение расхода углеводородного газаП р и м е р 1, В качестве углеводородных газов используют природный 10газ состава, моль.д.: СН 40,94;СрН Оу 031 СзНр 0,02 М р Оу 01 ф Компримированцыи природный газ, очИщенный от сернистых соединений, в количестве 100 тыс.нм /ч, проходя тепло 3обменник, нагревается в смесителе,смешивается с водяным паром с соотношением пар:газ, равном 2, Парогазовая смесь давлением 7,0 МПа и температурой 500 С поступает в реакционные 20трубы трубчатой печи, где на никелевом катализаторе протекает пароваяконверсия углеводородов, Конвертированный газ в количестве 474,6 тыс.нм/чтемпературой 1050 С и состава, 7,: 25СН 4 3,96; СО 15,6; СО 2,8; Н О 20,98;Н 56,45 Б 0,21 поступает в теплообменник, где охлаждается, нагреваетприродный газ, идущий на конверсию.В диффузоре на селективной полимерной мембране выделяют 70000 цм/ч СО,а в диффузоре - на водородопроницаемой мембране 140000 нм /ч Н,Выделенные окись углерода и водород смешивают в смесителе, компрцми -руют до давления 30,0 МПа и с температурой 350 С направляют в колонну,где на катализаторе осуществляетсясинтез метанола,Из циркуляционного газа синтеза 40метанола выводят продувочный газв количестве 4532 нм/ч. Состав продувочного газа синтеза метанола,:СО 32,04 Н60,19; СН 4 4,02;НО 3,75. Из продувочного газа синтеза метанола охлаждением выделяютконденсат в количестве 170 нм /ч, ав диффузорах 164 нм/ч окиси углерода и 2728 нм /ч водорода и направ 3ляют их в колонну синтеза метанола,Оставшийся продувочный газ, состоящий из метана и окиси углерода, вколичестве 270 цм /ч направляют вреактор конверсии остаточных углеводородов. С учетом возврата СО и Нцз продувочных газов в колонну синтеза метанола из 210000 нм /ч смеси водорода и окиси углерода образуется99,62 т метанола. Нецродиффуцдцровавшиися в диффузорах газовый поток в количестве3264,6 тыс,цм /ч состава, %: СН 4 7,1;СО 1,53; СО 5,02; Н 48,34;НО 37,64; И 0,38 смешивают с69,6 тыс,цм /ч нагретого воздуха3и с температурой 700 С подают в шахтный реактор, где осуществляется конверсия остаточных углеводородов.В результате конверсии остаточногометана объем газа увеличивается до355,878 тыс,нм 1/ч, Конвертированныйгаз поступает в теплообменник, гдеотдает свое тепло воздуху, охлаждаетОся до 400 С и поступает в реакторконверсии окиси углерода, В результате конверсии окиси углерода образуется 355,878 тыс,нм/ч конвертированный газ следующего состава, 7.:СН0,026; СО 9,795; Н 49,59;И 15,57; НО 24,82; Аг 0,175,После охлаждения в холодильнике изгаза выделяют 88,355 тыс. нм /ч конденсированный водяной конденсат, Конденсат применяют для технологическихнужд, в частности направляют дляполучения пара для паровой конверсииуглеводородов в трубчатой печи.Конвертированный газ очищают вабсорбере от Двуокиси углерода до остаточного содержания СО в газе5 мл/м (0,077) и компримируют компрессором до давления 30,0 МПа и с0температурой 350 С направляют в колонну, где ца катализаторе осуществляется синтез аммиака, Из состава абсорбента выделяют 34,7 тыс,нм /ч СОд,3которая используется длятехнологических нужд,Синтез аммиака осуществляют прио350 С и под давлением 30 МПа, На синтезаммиака направляют 232,823 тыс,нм /ч3конвертированный газ состава, 7.3СН 4 0,04; СО 0,02; СО 0,07; Б 23,81 еН75,76; Аг 0,27, Количество инертовсоставляет 0,47 от количества свежейазотоводородной смеси. Из циркуляционного газа выводят цродувочный газ вколичестве 14887 цмто/ч и следующегосостава, 7.: СН 4 2,03; Н84,23;И 7,05; Аг 4,22; НО 2,47.Из этого газа выделяют 368 нм /чконденсированных паров воды, остатокгаза направляют в диффузоры, где населективцых полупроцццаемых мембранах выделяют 12523 цмз/ч Н, 1048 цм/ч911 и 302 цм /ч СН. Выделенные водород и азот смешивают, к ним добавляютнедостающее количество азота для пол. чения соотношения 1: Г 1 = 3 в колиа гчестве 3126 нм /ч, и смесь направляютв колонну синтеза аммиака. Выделенный5в диффузоре метан направляют в реактор конверсии остаточных углеводородов,Оставшийся газ после выделенияН, Г и СН 4 из продувочных газовсостоит в основном иэ аргона и в количестве 626 нм /ч направляют для очист 3ки аргона от следов других компонентов, Выход аргона 1,107 т/ч,С учетом выделенного количества 5компонентов продувочных газов из232823 нм /ч газа синтеза. аммиакаобразуется 88,96 т МН/ч,На стадию конверсии углеводородоввозвращают выделенный метан из продувочного газа в количестве 270 нм /чиз цикла синтеза метанола и 302 нма/чиз цикла синтеза аммиака. С учетомих удельный расход природного газана 1 т продукции составляет (без учета количества природного газа, идущего на сжигание в трубчатых печах)524,16 нм /1 т. Кроме того, образуетася 34700 нм/ч СОа или 183 нм/т(1 ЯНЗ + СНЗОН + Аг) .301 р и м е р 2. В качестве углеводородных газов используют природныйгаэ состава, моль.д.: СН 0,9447;СО 0006 Г 1 О 009; С Н О 03;СаН 0,006 С 4 На 0,0043, В тРУбчатом35реакторе подается 100 тыс,нм /ч природный газ в смеси с водяным паром иуглекислотой при соотношении газпар : СО, равном 1 : 1,7 : 0,3с температурой 500 С и давлением4,0 ИПа, Образуется 445,630 тыс,нм /ч3конвертированный газ следующего состава, Х: СН 4 7,0; СО 7,68;СО 2 556 Г0,13 Н 4649Н 0 23,14. Конвертированный газ стемпературой 980 С поступает в теплообменник для нагрева природногогаза, В диффузорах на селективныхмембранах выделяют 75000 нма/ч СОи 150000 нм /ч Н , которые послеа50смешивания и компримирования подаются на синтез метанола, Синтез метанола осуществляют при 300 ОС и давлении30,0 МПа по циклической схеме,Иэ циркуляционного газа синтезаметанола выводят 5357 нм /ч продувоча 55ный газ следующего состава, Х:СН 4 11,2; СО 24,08; Н 55,39;НО 9,33, Из продувочного газа выаеляют 500 нм /ч конденсированных пааров воды, в диффузорах на сслективных полупроницаемых мембранах1290 нм /ч СО, 2967 нма/ч Н а и600 им/ч СН 4, Выделенные Н и СОвозвращают в колонну синтеза метанода. Выделенный метан отправляют вреактор конверсии остаточных углевородов С учетом Ни СО выделенных иэ продувочного газа, из225000 нм /ч смеси СО и Н образуетагся 106,81 т СН ОН,Непродиффундировавшийся в диффузорах газовый поток в количестве220,63 тыс.нм /ч и состава, Х:СН14,13; СО 1,69; СО 11,19;Г 1 0,41; Н О 46,72; Н 25,86 смешивают с 65 тыс,нм /ч нагретым воэдуахом и с температурой 500 С подаютв шахтный реактор для конверсии остаточных углеводородов. В результате конверсии остаточных углеводородовобразуется 334,145 тыс.нм /ч конвертированный гаэ следующего состава,Х:СН 4 0,01; СО 11,71; СО 6,11ф 48 Н О 30 ф 94Аг 0,18,Иэ реактора остаточных углеводородов конвертированный газ с температурой 540 С поступает в воэдухонагреватель, охлаждается до 400 С и поступает в реактор конверсии окиси углерода, Образуется 334,145 тыс,нма/чконвертированный гаэ следующего состава Х СНОф 01 СО Оф 06 фСО 17,76; Н 47,22 Г 15,48;Лг 01181 Н,О 19 ф 29Из газа выделяют 64,456 тыс.нм /чЭконденсированный водяной пар, Конвертированный газ очищают от СО до еесодержания в газе 0,03 Х, при этомвыделяют 59,3 тыс. нм /ч двуокисиауглерода, часть которой направляютв реактор для пароуглекислотной. конверсии углеводородов. Очищенный от СО и конденсата конвертированный газ в количестве 210,389 тысни /ч и состава, Х: СН 0,012; СО 0,09 СО 0.03 Н 75,0; Г 24,59; Аг 0,278 сжимают до давления 30 МПа и с температурой 300 С направляют на синтез аммиака.Из циркуляпионного газа синтеза аммиака выводят 18068 нм /ч продувоча ный газ следующего состава,Х 3 СН 4. 1,6; На 71,92; Г 1 20,72;407898 Формула и з о б р е т е н и я Суммарный расход природного газа на 1 т продукции согласно предлагаемому способу снижается на 8,7- 13,26 нм /т или на 1,62-2,52,Составитель Е, КорниенкоТехред М.Дццык Корректор В. Гирняк Редактор Н. Рогулич Заказ 3269/25 Тираж 446 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Произволегенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Из продувочного газа выделяют 454 нм /ч конденсированный водяной пар, остаток газа направляют в диффузоры, где на селективных полупроницаемых мембранах из его состава выделяют 12995 нм /ч водорода;3744 нм /ч И и 289 нм /ч СН, К выделенным водороду и азоту добавляютЪ588 нм /ч азота и полученную смесь 1 О направляют в колонну синтеза аммиака, Выделенный метан направляют в реактор конверсии остаточных углеводородов. Оставшийся после вьщеления водорода, азота и метана продувочный газ состо ит иэ аргона с примесями, этот гаэ в количестве 586 нмз/ч направляют для очистки аргона от примесей, Выход аргона 1,046 т/ч.С учетом выделенного количества водорода и азота иэ продувочных газов из 210,389 тыс,нмЗ/ч газа синтеза аммиака образуется 79,623 т МН . На стадию конверсии углеводородов возвращается метан в количестве 600 нм /чя3 из цикла синтеза метанола и 289 нм /ч из цикла синтеза аммиака. С учетом этого количества метана удельный расход углеводородов на 1 т продукции составляет: 528,65 нм /т, 30 Способ получения метанола, аммиака и аргона, включающий паровую или пароуглекислотную конверсию углеводородов в присутствии никелевого катализатора, выделение водорода и окиси углерода иэ конвертированного газа диффузией, синтез метанола с выделением продувочных газов, паровоздушную конверсию углеводородов, конверсию окиси углерода, очистку газа от водяного конденсата и двуокиси углерода с подачей двуокиси углерода на стадию пароуглекислотной конверсии углеводородов, синтез аммиака под давлением с вьщелением продувочных газов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения расхода углеводородного сырья, продувочные газы стадий синтеза метанола и аммиака разделяют на полупроницаемых селективных мембранах, при этом выделенные иэ газов синтеза метанола водород и окись углерода подают на синтез метанола, вьщеленные из газов синтеза аммиака водород и азот направляют на синтез аммиака, выделенный из продувочных газон синтеза метанола и аммиака метан направляют на стадии паровоздушной конверсии углеводородов, а оставшийся после мембраны продувочный газ подают на селективную мембрану для вьщеления аргона.