BRPI0913102B1 - Método para produzir amônia - Google Patents
Método para produzir amônia Download PDFInfo
- Publication number
- BRPI0913102B1 BRPI0913102B1 BRPI0913102-7A BRPI0913102A BRPI0913102B1 BR PI0913102 B1 BRPI0913102 B1 BR PI0913102B1 BR PI0913102 A BRPI0913102 A BR PI0913102A BR PI0913102 B1 BRPI0913102 B1 BR PI0913102B1
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- ammonia
- reaction zone
- cooling fluid
- hull
- fact
- Prior art date
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 166
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 83
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 50
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 45
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 73
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 70
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 29
- 229910002065 alloy metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 2
- 229910001293 incoloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 20
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012956 testing procedure Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
- C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
- C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
- C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
- C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
- C01C1/0417—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst characterised by the synthesis reactor, e.g. arrangement of catalyst beds and heat exchangers in the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
- B01J8/0403—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the fluid flow within the beds being predominantly horizontal
- B01J8/0423—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the fluid flow within the beds being predominantly horizontal through two or more otherwise shaped beds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
- C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
- C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
- C01C1/0411—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst characterised by the catalyst
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
- C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
- C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
- C01C1/0417—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst characterised by the synthesis reactor, e.g. arrangement of catalyst beds and heat exchangers in the reactor
- C01C1/0423—Cold wall reactors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
- C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
- C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
- C01C1/0476—Purge gas treatment, e.g. for removal of inert gases or recovery of H2
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
- B01J2208/00212—Plates; Jackets; Cylinders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00002—Chemical plants
- B01J2219/00004—Scale aspects
- B01J2219/00006—Large-scale industrial plants
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
"métodos para produzir amônia e para converter uma usina de amônia original em uma usina de amônia convertida e sistema para converter nitrogênio e hidrogênio em uma corrente de alimentação para formar amônia'' sistemas e métodos para produzir amônia. nitrogênio e hidrogênio podem ser fornecidos para uma zona de reação disposta dentro de um casco interno. o casco interno pode ser disposto dentro de um casco externo de modo que um espaço é formado entre eles. a zona de reação pode incluir pelo menos um leito de catalisador em troca de calor indireta com o espaço. o nitrogênio e hidrogênio podem ser feito com que reaja na zona de reação na presença de pelo menos um catalisador para formar um efluente compreendendo amônia. o efluente pode ser recuperado a partir do casco interno e resfriado para prover uma corrente de efluente resfriada. um fluido de resfriamento pode ser provido para o casco externo de modo que o fluido de resfriamento escoa através de pelo menos uma porção do espaço e está em comunicação fluida com o exterior do casco interno. pelo menos uma porção do efluente resfriado pode prover pelo menos uma porção do fluido de resfriamento. o fluido de resfriamento pode então ser recuperado a partir do casco externo como um produto de amônia.
Description
“MÉTODO PARA PRODUZIR AMÔNIA”
Campo da Invenção [0001] A presente invenção se refere de modo geral a métodos para sínteses exotérmicas. Mais particularmente, formas de concretização da presente invenção se referem a métodos para síntese de amônia e outros produtos químicos usando um ou mais leitos de catalisador.
Descrição da Arte Pertinente [0002] Os reatores de síntese química exotérmica convencionais possuem uma câmara de reação exotérmica tendo leitos de catalisador contidos em uma cesta de contenção de catalisador ou uma cesta que é disposta dentro de um casco de pressão externo. Os leitos de catalisador são contidos na cesta de modo que casco de pressão externo não é diretamente exposto às altas temperaturas inerentes na reação de síntese exotérmica. O casco de pressão externo é tipicamente resfriado pelo escoamento de um gás de alimentação de reator através de um espaço anular formado entre o exterior da cesta e o interior do casco de pressão externo. O calor transferido para o gás de alimentação a partir da reação exotérmica que ocorre na cesta preaquece o gás de alimentação para a temperatura de reação requerida antes do gás de alimentação ser passado para os leitos de catalisador. O gás de alimentação preaquecido então passa para os leitos de catalisador diretamente ou via o trocador de calor interno, onde pelo menos uma porção do escoamento é convertida em um subproduto tal como amônia ou outros compostos químicos conhecidos.
[0003] Os calores e pressões geradas pela síntese exotérmica no espaço anular entre a cesta e casco de pressão externo são significantes. O projeto da cesta deve levar em conta as realidades físicas da reação dentro dos leitos de catalisador pelo aumento das espessuras de parede da cesta e seleção de outros parâmetros metalúrgicos necessários para que as cestas resistam ao calor gerado durante o processo exotérmico. O projeto do casco de pressão externo deve também levar em conta essas realidades físicas, uma vez que o casco externo é exposto a
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 6/37 / 17 significante calor e pressão durante, dentre outros fatores, o preaquecimento do gás de alimentação antes da introdução na cesta. As exigências metalúrgicas podem levar a significantes custos no projeto e construção de uma câmara de reação exotérmica. Existe uma necessidade, por conseguinte, de prover um novo sistema e novo método que possam reduzir as exigências metalúrgicas de câmaras de reação exotérmicas, incluindo aquelas câmaras de reação usadas na produção e amônia ou outros produtos conhecidos.
Breve Descrição dos Desenhos [0004] De modo que a maneira na qual as características acima mencionadas da presente invenção possam ser entendidas em detalhe, uma descrição mais particular da invenção, brevemente resumida acima, pode ser feita às formas de concretização, algumas das quais são ilustradas nos desenhos anexos. Deve ser notado, todavia, que os desenhos anexos ilustram somente formas de concretização típicas desta invenção e não são, por conseguinte, consideradas como limitativas de seu escopo, para a invenção podem ser admitidas outras formas de concretização igualmente eficazes.
[0005] A figura 1 representa um reator de síntese de parede fria ilustrativo para produzir amônia e/ou outros produtos químicos, de acordo com uma ou mais formas de concretização.
[0006] A figura 2 representa um esquema de um sistema ilustrativo para produzir amônia usando um reator de síntese de parede fria, de acordo com uma ou mais formas de concretização.
[0007] A figura 3 representa um esquema de um sistema ilustrativo para produzir amônia usando um ou mais reatores de síntese primários e um ou mais reatores de síntese secundários, de acordo com uma ou mais formas de concretização.
Descrição Detalhada [0008] Uma descrição detalhada será agora provida. Cada uma das reivindicações anexas define uma invenção separada, que para finalidades de
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 7/37 / 17 infração é reconhecida como incluindo equivalentes aos vários elementos ou limitações especificadas nas reivindicações. Dependendo do contexto, todas as referências abaixo à invenção podem, em alguns casos, se referir somente a certas formas de concretização específicas. Em outros casos, será reconhecido que referências à invenção se referirão à matéria mencionada em uma ou mais, mas não necessariamente todas das reivindicações. Cada uma das invenções será agora descrita em maior detalhe agora abaixo, incluindo formas de concretização específicas, versões e exemplos, mas as invenções não são limitadas as essas formas de concretização, versões ou exemplos, que são incluídos para permitir a uma pessoa tendo conhecimento comum na arte realizar e usar as invenções, quando a informação nesta patente é combinada com informação e tecnologia disponíveis.
[0009] Sistemas e métodos para a síntese de um ou mais produtos químicos, incluindo amônia, são providos. Em pelo menos uma forma de concretização específica, nitrogênio e hidrogênio podem ser fornecidos a uma zona de reação disposta dentro de um casco interno. O casco interno pode ser disposto dentro de um casco externo de modo que um espaço é formado entre eles. A zona de reação pode incluir pelo menos um leito de catalisador em troca de calor indireta com o espaço. O nitrogênio e hidrogênio podem ser feito com que reaja na zona de reação na presença de pelo menos um catalisador para formar um efluente compreendendo amônia. O efluente pode ser recuperado a partir do casco interno e resfriado para prover uma corrente de efluente resfriada. Um fluido de resfriamento pode ser provido para o casco externo de modo que o fluido de resfriamento escoa através de pelo menos uma porção do espaço e está em comunicação fluida com o exterior do casco interno. Pelo menos uma porção do efluente resfriado pode prover pelo menos uma porção do fluido de resfriamento. O fluido de resfriamento pode então ser recuperado a partir do casco externo como um produto de amônia.
[00010] Em pelo menos uma outra forma de concretização específica,
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 8/37 / 17 um reator de síntese é provido. O reator pode incluir um casco interno disposto dentro de um casco externo. Um primeiro espaço pode ser formado dentro do casco interno. O primeiro espaço pode ser referido como uma zona de reação. Um segundo espaço pode ser formado entre o casco interno e o casco externo. Em uma ou mais formas de concretização, pelo menos uma porção do segundo espaço pode ser um espaço anular. O casco interno e o casco externo podem ser de qualquer formato ou tamanho. O reator de síntese pode incluir um ou mais leitos de catalisador dispostos no primeiro espaço. Em uma ou mais formas de concretização, um ou mais catalisadores podem ser dispostos no um ou mais leitos de catalisador. O catalisador nos leitos de catalisador pode ser modificado para sintetizar um ou mais produtos químicos, por exemplo, amônia.
[00011] Na operação, o reator de síntese pode ser a unidade de síntese primária e/ou secundária em uma usina ou equipamento. Em uma ou mais formas de concretização, uma corrente de alimentação pode ser introduzida na zona de reação e uma reação exotérmica entre o catalisador e a corrente de alimentação pode ter lugar. Em uma ou mais formas de concretização, um fluido de resfriamento pode ser dirigido através do segundo espaço para resfriar o casco interno e o casco externo. Em uma ou mais formas de concretização, o casco externo pode ser resfriado de modo que a temperatura de casco externo pode ser mantida em uma temperatura inferior à temperatura que a temperatura de casco interno. O reator de síntese pode ser referido como um reator de síntese de parede fria.
[00012] A figura 1 representa um esquema de um reator de síntese de parede fria ilustrativo para produzir amônia e/ou outros produtos químicos, de acordo com uma ou mais formas de concretização. Em uma ou mais formas de concretização, o reator 10 pode incluir um casco interno 20 disposto dentro de um casco externo 12. Uma zona de reação 24 pode ser formada dentro do casco interno 20. Um espaço 14 pode ser formado entre o casco interno 20 e o
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 9/37 / 17 casco externo 12. Um ou mais leitos de catalisador 25 podem ser dispostos dentro do casco interno 20. O reator 10 pode incluir um ou mais tubos 15, um ou mais entradas de casco interno 30, e uma ou mais saídas de casco interno 35. O um ou mais tubos 15, a uma ou mais entradas de casco interno 30, e a uma ou mais saídas de casco interno 35 podem estar em comunicações fluidas com a zona de reação 24. O casco externo 12 pode incluir uma ou mais entradas de casco externo 40 e uma ou mais saídas de casco externo 45A uma ou mais entradas de casco externo 40 e a uma ou mais saídas de casco externo 45 podem estar em comunicações fluidas com o espaço 14. Em uma ou mais formas de concretização, o casco interno 20 e os tubos 15 podem formar um primeiro espaço pressurizado dentro do casco externo 12. O casco externo 12 pode formar um segundo espaço pressurizado circundando o casco interno 20. Em uma ou mais formas de concretização, o casco externo 12, o um ou mais entradas de casco externo 40, e a uma ou mais saídas de casco externo 45 podem formar um segundo espaço pressurizado circundando o casco interno 20.
[00013] Em uma ou mais formas de concretização, o casco interno 20 pode ter qualquer formato de seção transversal incluindo uma seção transversal circular. Em uma ou mais formas de concretização, o casco interno 20 pode incluir aletas (não mostradas) dispostas no interior e/ou o exterior do casco interno 20. As aletas podem melhorar a transferência de calor a partir da zona de reação 24 e/ou o casco interno 20 para o espaço 14.
[00014] Em uma ou mais formas de concretização, o casco interno 20 e o um ou mais leitos de catalisador 25 podem ser suportados dentro do casco externo 12 por um ou mais tubos 15. O casco interno 20 pode ser suportado por uma estrutura secundária afixada ao casco interno 20 e ao casco externo 12 (não mostrados). O casco interno 20 pode ser suportado dentro do casco externo 12 por qualquer suporte estrutural conhecido, quando requerido. Em uma ou mais formas de concretização, o casco interno 20 pode ser removivelmente disposto dentro do casco externo 12. Os leitos de catalisador
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 10/37 / 17 podem ser suportados dentro do casco interno 20 por qualquer suporte estrutural conhecido, se requerido. Em uma ou mais formas de concretização, um ou mais defletores (não mostrados) podem separar dois ou mais leitos de catalisador 25.
[00015] Em uma ou mais formas de concretização, o um ou mais leitos de catalisador 25 podem conter um catalisador capaz de reagir com hidrogênio e nitrogênio para criar amônia. O catalisador contido no um ou mais leitos de catalisador 25 pode ser um ou mais metais do grupo de platina, catalisadores à base de carbono, magnetitas, e/ou combinações dos mesmos.
[00016] Em uma ou mais formas de concretização, o casco externo 12 pode ter qualquer formato de seção transversal incluindo uma seção transversal circular. Em uma ou mais formas de concretização, o casco externo 12 pode incluir aletas (não mostradas) dispostas no interior e/ou o exterior do casco externo 12. As aletas podem melhorar a transferência de calor a partir do casco externo 12 para o espaço 14.
[00017] Embora não mostrado, um ou mais casco internos 20 podem ser dispostos dentro do casco externo 12. O um ou mais casco internos 20 podem estar em comunicação fluida um com o outro e podem ser configurados em série e/ou em paralelo um ao outro. Em uma ou mais formas de concretização, o um ou mais casco internos 20 pode ter um ou mais leitos de catalisador 25 dispostos em cada casco interno 20 para definir uma ou mais zonas de reação 24.
[00018] Em uma ou mais formas de concretização, a totalidade dos componentes no casco interno 20 pode ser construída usando materiais incluindo aço inoxidável, incoloy, inconel, titânio, outros metais de alta liga e/ou combinações dos mesmos. Em uma ou mais formas de concretização, o casco externo 12 pode ser construído usando materiais incluindo aço ao carbono, outros metais de baixa liga, e/ou combinações dos mesmos. Metais de baixa liga podem ser menos caros que metais de alta liga. Por exemplo,
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 11/37 / 17 pode ser menos caro adquirir metais de baixa liga em comparação com metais de alta liga. Pode também ser menos caro fabricar componentes usando metais de baixa liga em comparação com o uso de metais de alta liga. Em uma ou mais formas de concretização, o casco externo 12 pode ser produzido a um custo inferior que o casco interno 20. Em uma ou mais formas de concretização, um metal de alta liga é definido como um metal contendo 8% em peso ou mais de níquel e/ou cromo. Em uma ou mais formas de concretização, um metal de alta liga é definido como um metal contendo 6% em peso ou mais de níquel e/ou cromo. Em uma ou mais formas de concretização, um metal de baixa liga é definido como um metal contendo menos que 6% em peso de níquel e/ou cromo.
[00019] Deve ser entendido que, embora o reator de síntese 10 na figura 1 seja mostrado geralmente em uma configuração horizontal tendo os leitos de catalisador 25 em série, isto não é uma limitação sobre a orientação e/ou configurações de leito de catalisador na uma ou mais formas de concretização descritas aqui. Por exemplo, o reator de síntese 10 pode ser instalado em uma configuração geralmente vertical. Na configuração vertical, o um ou mais leitos de catalisador 25 podem ser dispostos um acima um outro na zona de reação 24. Fluido pode escoar através da zona de reação 24 a partir do topo do reator de síntese 10, verticalmente orientado, para a base do reator de síntese 10, verticalmente orientado.
[00020] Em uma ou mais formas de concretização, durante a reação do reator de síntese 10, uma corrente de alimentação 32 pode conter nitrogênio e hidrogênio e pode ser fornecida para a entrada de casco interno 30. A corrente de alimentação 32 pode ser dirigida através da zona de reação 24. A corrente de alimentação 32 pode escoar a partir do topo para a base de cada leito de catalisador 25. A corrente de alimentação 32 pode escoar sobre o um ou mais leitos de catalisador 25 ou diretamente ou via um trocador de calor (não mostrado) disposto dentro do casco interno 20. A reação resultante entre o
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 12/37 / 17 catalisador nos leitos de catalisador 25 e a corrente de alimentação 32 pode produzir um efluente 37 que pode ter um teor de amônia aumentado em relação à corrente de alimentação 32. O efluente 37 pode ser recuperado a partir da saída de casco interno 35 para o ulterior processamento. A direção de escoamento da corrente de alimentação 32, como descrito acima, não é limitativa e em uma ou mais formas de concretização, a corrente de alimentação 32 pode escoar a partir da base de cada leito de catalisador 25. [00021] Um meio de resfriamento, tal como um fluido de resfriamento 22, pode ser usado para remover o calor gerado pela reação entre a corrente de alimentação 32 e o catalisador nos leitos de catalisador 25. Em uma ou mais formas de concretização, o fluido de resfriamento 22 pode ser fornecido para a entrada de casco externo 40. O espaço 14 pode dirigir o fluido de resfriamento 22 sobre pelo menos uma porção do casco interno 20 e pode estar em relação de troca de calor indireta com a zona de reação 24. O fluido de resfriamento 22 pode remover pelo menos uma porção do calor de reação gerado pela reação entre a corrente de alimentação 32 e o catalisador no um ou mais leitos de catalisador 25. O fluido de resfriamento pode então ser dirigido para e pode ser recuperado a partir da saída de casco externo 45 para ulteriores usos, como discutido abaixo, ou como são conhecidos na arte. Deve ser entendido que, embora somente uma entrada 30, 40 e uma saída 35, 45 sejam mostradas tanto para o casco interno 20 quanto o casco externo 12, não existe limites quanto ao número das entradas 30, 40 e das saídas 35, 45.
[00022] Em uma ou mais formas de concretização, o fluido de resfriamento 22 pode escoar através do espaço 14 em uma direção em contracorrente à corrente de alimentação 32. Em uma ou mais formas de concretização, o fluido de resfriamento 22 pode escoar através do espaço 14 em uma direção em co-corrente à corrente de alimentação 32.
[00023] Em uma ou mais formas de concretização, o fluido de resfriamento 22 pode ser qualquer fluido. Em uma ou mais formas de
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 13/37 / 17 concretização, o fluido de resfriamento 22 pode transferir calor a partir do casco interno 20 e a partir do casco externo 12. Em uma ou mais formas de concretização, o casco externo 12 pode ser resfriado de modo que a temperatura de casco externo 12 pode ser mantida a uma temperatura inferior que a temperatura de casco interno 20 e o reator de síntese 10 pode ser referido como um reator de síntese de parede fria 10. Em uma ou mais formas de concretização, a temperatura média da zona de reação 24 pode ser mantida a uma temperatura entre a partir de cerca de 316°C a cerca de 510°C e a temperatura média do casco externo 12 pode ser mantida a uma temperatura entre a partir de cerca de 38°C a cerca de 316°C.
[00024] A temperatura média da zona de reação 24 e o casco externo 12 pode ser mantida por introdução do fluido de resfriamento 22 que pode ter uma temperatura entre a partir de cerca de 35°C a cerca de 316°C. Em uma ou mais formas de concretização, a temperatura média da zona de reação 24 e o casco externo 12 pode ser mantida por introdução do fluido de resfriamento 22 tendo uma temperatura entre a partir de cerca de 35°C a cerca de 204°C e tendo uma vazão em massa de entre cerca de 10 por cento e cerca de 100 por cento da vazão em massa da corrente de alimentação.
[00025] Em uma ou mais formas de concretização, o um ou mais reatores de síntese de parede fria 10 podem ser operados em uma usina ou equipamento. O um ou mais reatores de síntese de parede fria 10 podem ser configurados na usina em paralelo e/ou em série um em relação ao outro. O um ou mais reatores de síntese de parede fria 10 podem ser as unidades de síntese primárias e/ou secundárias em uma usina.
[00026] A figura 2 representa um esquema de um sistema ilustrativo para produzir amônia usando um reator de síntese de parede fria de acordo com uma ou mais formas de concretização. Em uma ou mais formas de concretização, a usina de amônia 100 pode incluir um reator de síntese de parede fria 10. O reator de síntese de parede fria 10 pode ser um reator de
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 14/37 / 17 amônia primário para a usina de amônia 100 como parte de um enlace de síntese primário. O enlace de síntese primário pode incluir um ou mais reatores de síntese de parede fria 10, um ou mais reformadores 50; uma ou mais unidades de condicionamento 51; um ou mais refrigeradores ou unidades de condensação/purificação 52; uma ou mais unidades de recuperação de amônia 55; e uma ou mais unidades de recuperação de hidrogênio 65. O reator de síntese de parede fria 10 pode incluir um casco externo 12, um casco interno 20, um espaço 14 formado entre o casco interno 20 e o casco externo 12, e uma zona de reação 24 formada dentro do casco interno 20.
[00027] Na operação, o reformador 50 pode fornecer um gás de síntese ou corrente de alimentação 32 ao reator de síntese de parede fria 10 a uma pressão e temperatura apropriadas para a síntese de amônia. Em uma ou mais formas de concretização, a corrente de alimentação 32 pode ser termicamente condicionada e/ou comprimida na unidade de condicionamento 51 antes de ser fornecida ao reator de síntese de parede fria 10. Em uma ou mais formas de concretização, a corrente de alimentação 32 pode incluir nitrogênio e hidrogênio com a pureza a partir de cerca de 90 a 100 por cento em volume. A corrente de alimentação 32 pode incluir nitrogênio e hidrogênio com uma pureza de a partir de cerca de 97,5 a 99,5 por cento em volume. Em uma ou mais formas de concretização, a corrente de alimentação 32 pode incluir desde cerca de 50 a cerca de 75 por cento em volume de hidrogênio e a partir de cerca de 25 a cerca de 40 por cento em volume de nitrogênio.
[00028] A corrente de alimentação 32 pode ser reagida na zona de reação 24 e o efluente resultante 37 pode ser dirigido para o um ou mais refrigeradores 52 para resfriamento e/ou condicionamento térmico para condensação de amônia. Depois de pelo menos algum resfriamento, pelo menos uma porção do efluente resfriado 37 pode ser dirigida para o espaço 14 como pelo menos uma porção de um fluido de resfriamento 22 para resfriamento ou transferência de calor a partir do reator de síntese de parede
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 15/37 / 17 fria 10. Depois do fluido de resfriamento 22 sair do reator de síntese de parede fria 10, o fluido de resfriamento 22 pode ser dirigido para um ou mais dos refrigeradores 52 para condensação de amônia e purificação, e pode produzir uma amônia purificada 93, de uma maneira conhecida na arte.
[00029] Em uma ou mais formas de concretização, uma corrente deslocada 84 de amônia parcialmente purificada pode ser desviada para a unidade de recuperação de amônia 55 para uso como um fluido de compensação para destilação de amônia. Uma corrente deslocada de refrigerante 'flashed' 54 compreendendo amônia de baixa pressão mais gases não condensáveis e outro vapor a partir da refrigeração em refrigeradores 52 pode ser desviada para a unidade de recuperação de amônia 55 para separar vapor d'água e gases não condensáveis. A unidade de recuperação de amônia 55 pode retornar um vapor de amônia de baixa pressão revalorizado 82 para os refrigeradores 52. A unidade de recuperação de amônia 55 pode produzir um gás residual de baixa pressão 62, tipicamente a uma baixa vazão em massa de cerca de 0,1 a 0,5 por cento da vazão em massa da corrente de alimentação 32.
[00030] Um gás de purga de alta pressão 56 pode ser tomado a partir da unidade de recuperação de amônia 55 para remover gases inertes, como argônio, dióxido de carbono, e metano que podem se acumular no enlace de síntese primário. Pelo menos uma porção 58 do gás de purga 56 pode ser enviada para a unidade de recuperação de hidrogênio 65. Hidrogênio pode ser recuperado como hidrogênio de baixa pressão 68 e um hidrogênio de alta pressão 73 pode ser reciclado com o gás de alimentação 32 para o reformador 50 e a unidade de síntese de amônia de parede fria 10. Um gás residual 64 compreendendo principalmente nitrogênio, mais argônio, dióxido de carbono, e metano em menores proporções pode escoar conjuntamente com um gás residual 62 para 66. Uma outra porção do gás de purga 56 pode ser fornecida como uma alimentação 60 para um enlace ou unidade de síntese secundário,
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 16/37 / 17 não mostrado. A unidade de síntese secundária pode ser uma ou mais unidades de síntese secundárias, conhecidas na arte e/ou um ou mais reatores de síntese de parede fria 10.
[00031] Em uma ou mais formas de concretização, durante o funcionamento de partida inicial da usina de amônia 100, pelo menos uma porção de a corrente de alimentação 32 pode ser dirigida para o espaço 14 e pode atuar como um fluido de resfriamento inicial 32 carregue no espaço 14. Em uma ou mais formas de concretização, pelo menos uma porção de a corrente de alimentação 32 pode ser dirigida para um ou mais refrigeradores 52 antes de ser fornecida para o espaço 14 como uma carga inicial no espaço
14.
[00032] O fluido de resfriamento 22 pode remover calor a partir do reator de síntese de parede fria 10 de modo que a temperatura média do casco externo 12 pode ser mantida entre cerca de 38°C a cerca de 316°C. Em uma ou mais formas de concretização, a temperatura média do fluido de resfriamento 22 pode ser mantida entre cerca de 93°C e. A temperatura média do fluido de resfriamento 22 pode ser mantida entre cerca de 204°C e 260°C. Em uma ou mais formas de concretização, a vazão em massa do fluido de resfriamento 22 pode ser mantida entre cerca de 10% a cerca de 100% da corrente de alimentação 32. Em uma ou mais formas de concretização, a vazão em massa do fluido de resfriamento 22 pode ser mantida entre cerca de 90% a cerca de 100% da corrente de alimentação 32. Em uma ou mais formas de concretização, o fluido de resfriamento 22 pode ser dirigido ao reator de síntese de parede fria 10 em um ponto no enlace de síntese primário onde o fluido de resfriamento 22 pode ser mantido entre cerca de 93°C e 260°C.
[00033] Em uma ou mais formas de concretização, o fluido de resfriamento 22 pode remover calor a partir do reator de síntese de parede fria 10 de modo que a temperatura média da zona de reação 24 pode ser mantida entre cerca de 316°C a cerca de 510°C. O fluido de resfriamento 22 pode
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 17/37 / 17 remover calor a partir do reator de síntese de parede fria 10 de modo que a temperatura média da zona de reação 24 pode ser mantida entre cerca de 299°C a cerca de 649°C.
[00034] A figura 3 representa um esquema de um sistema ilustrativo para produzir amônia usando um ou mais reatores de síntese primários e um ou mais reatores de síntese secundários de acordo com uma ou mais formas de concretização. Em uma ou mais formas de concretização, a usina de amônia 200 pode incorporar o reator de síntese de parede fria 10 como um reator secundário integrado com um enlace de síntese de amônia primário 110. Em uma ou mais formas de concretização, um ou mais reatores de síntese de parede fria 10 podem ser incorporados como reatores secundários, in situ, dentro de um enlace de amônia primário de usina de amônia original 110. O enlace de amônia primário 110 pode incluir um reformador 50, uma unidade de síntese de amônia primária 121, uma unidade de condensação e purificação de amônia ou de refrigerador 52, uma unidade de recuperação de amônia 55, e uma unidade de recuperação de hidrogênio 65, todas das quais são conhecidas na arte.
[00035] Na operação, uma corrente de alimentação 32 de nitrogênio e hidrogênio pode ter uma pureza a partir de cerca de 95 a 100 por cento em volume. Em uma ou mais formas de concretização, a corrente de alimentação 32 pode ter uma pureza a partir de cerca de 97,5 a cerca de 99,5 por cento em volume. O reformador 50 pode fornecer a corrente de alimentação 32 a uma pressão apropriada para a síntese de amônia. A corrente de alimentação 32 pode ser dirigida para a unidade de síntese de amônia primária 121, e um gás de produto rico em amônia 111 pode escoar para a unidade de refrigerador 52 para refrigeração e condensação. Uma alimentação pobre em amônia 113 pode ser recirculada para o reformador 50 e um fluido 84 de uma alimentação pobre em vapor de amônia pode ser desviado para a unidade de recuperação de amônia 55 para separar vapor d'água e gases não condensáveis.
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 18/37 / 17
Condensado formado em equilíbrio com a alimentação recirculada 113 pode ser usado como um refrigerante de compensação na unidade de refrigerador 52. O refrigerante de compensação e o gás de produto rico em amônia 111 podem ciclicamente se condensar e flash através de uma pluralidade de estágios, não mostrados, dentro de a unidade de refrigerador 52, e pode produzir uma amônia purificada 93, de uma maneira conhecida na arte.
[00036] Uma corrente deslocada 117 de refrigerante de amônia parcialmente purificada pode ser desviada para a unidade de recuperação de amônia 55 para uso como um líquido de compensação para destilação de amônia. Uma corrente deslocada de refrigerante 'flashed' 54 incluindo amônia de baixa pressão mais gases não condensáveis e outro vapor a partir da refrigeração pode ser desviada para a unidade de recuperação de amônia 55 para separar vapor d'água e gases não condensáveis. A unidade de recuperação de amônia 55 pode retornar um vapor de amônia de baixa pressão revalorizado 82 para o subsistema de refrigeração. A unidade de recuperação de amônia 55 pode produzir um gás residual de baixa pressão 62.
[00037] Um gás de purga de alta pressão 56 pode ser tomado a partir da unidade de recuperação de amônia 55 para remover gases inertes tais como argônio, dióxido de carbono, e metano que podem se acumular em o enlace de síntese de amônia primário110. Uma porção 58 do gás de purga 56 pode ser enviada para a unidade de recuperação de hidrogênio 65. Hidrogênio recuperado como hidrogênio de baixa pressão 68 e hidrogênio de alta pressão 73 pode ser reciclado para o reformador 50 e para a unidade de síntese de amônia primária 121. Um gás residual 64 compreendendo principalmente nitrogênio, mais argônio, dióxido de carbono, e metano em menores proporções pode escoar conjuntamente com o gás residual 62 para uma corrente 66.
[00038] Uma outra porção do gás de purga 56 pode ser fornecida como um produto de amônia secundário ou uma alimentação 60 para um enlace de
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 19/37 / 17 síntese de amônia secundário incluindo um reator de síntese de parede fria 10 tendo o casco interno 20, o casco externo 12, a zona de reação 24, e o espaço 14. Em uma ou mais formas de concretização, o reator de síntese de parede fria 10 pode estar em comunicações fluidas com a unidade de refrigerador 52 para resfriamento um efluente 37. Em uma ou mais formas de concretização, depois de a alimentação 60 passar através da zona de reação 24, o reator de síntese de parede fria 10 pode produzir um efluente rico em amônia 37 que pode ser dirigido para a unidade de refrigerador 52 para algum resfriamento. Depois de algum resfriamento, o efluente resfriado ou fluido de resfriamento 22 pode ser dirigido de vota através do reator de síntese de parede fria 10, para resfriamento, e alimentado a uma unidade de recuperação de amônia 145. Em uma ou mais formas de concretização, o fluido de resfriamento 22 que sai do reator de síntese de parede fria 10 pode ser dirigido para a unidade de recuperação de amônia 55. A unidade de recuperação de amônia 145 pode importar um refrigerante de amônia parcialmente purificada 123 a partir do refrigerador 52 como um líquido de compensação para destilação de amônia, e pode retornar um vapor de amônia de alta concentração 136 para uma corrente 82. Corrente pobre em amônia 148 pode incluir nitrogênio e hidrogênio e outros gases a pressão relativamente alta, e, se desejado, podem ser reciclados para o reformador 50 e a unidade de síntese primária 121. Na operação, a síntese secundária pode melhorar a produtividade de usina por cerca de 5 a 50 por cento, por exemplo, 10 a 25 por cento, da alimentação 60. [00039] O fluido de resfriamento 22 pode remover calor a partir do reator de síntese de parede fria 10 de modo que a temperatura média do casco externo 12 pode ser mantida a entre cerca de 38°C a cerca de 316°C. Em uma ou mais formas de concretização, a temperatura média do fluido de resfriamento 22 pode ser mantida a entre cerca de 93°C e 260°C. Em uma ou mais formas de concretização, a vazão em massa do fluido de resfriamento 22 pode ser mantida a entre cerca de 50% para cerca de 90% da corrente de
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 20/37 / 17 alimentação 32, embora a temperatura da corrente de fluido de resfriamento 22 possa ser mantida a entre cerca de 38°C a cerca de 316°C. O fluido de resfriamento 22 pode remover calor a partir do reator de síntese de parede fria 10 de modo que a temperatura média da zona de reação 24 pode ser mantida a entre cerca de 299°C a cerca de 649°C. O fluido de resfriamento 22 pode remover calor a partir do reator de síntese de parede fria 10 de modo que a temperatura média da zona de reação 24 pode ser mantida a entre cerca de 316°C a cerca de 510°C.
[00040] Certas formas de concretização e características foram descritas usando um conjunto de limites superiores numéricos e um conjunto de limites inferiores numéricos. Deve ser apreciado que faixas a partir de qualquer limite inferior para qualquer limite superior são contempladas, a menos que indicado ao contrário. Certos limites inferiores, limites superiores e faixas podem aparecer em uma ou mais reivindicações abaixo. Todos dos valores numéricos são cerca de ou aproximadamente o valor indicado, e levam em conta erro experimental e variações que seriam ser esperadas por uma pessoa tendo conhecimento comum na arte.
[00041] Certas formas de concretização e características foram descritas usando um conjunto de limites superiores numéricos e um conjunto de limites inferiores numéricos. Faixas desde qualquer limite inferior para qualquer limite superior são contempladas, a menos que indicado ao contrário. Certos limites inferiores, limites superiores e faixas aparecem em uma ou mais reivindicações abaixo. Todos os valores numéricos são cerca de ou aproximadamente o valor indicado, e levam em conta erro experimental e variações que seriam ser esperadas por uma pessoa tendo conhecimento comum na arte.
[00042] Vários termos foram definidos acima. Na extensão em que um termo usado na reivindicação não é definido acima, deve ser dado ao mesmo a definição mais ampla em que as pessoas na arte pertinente teriam dado àquele
Petição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 21/37 / 17 termo, como refletido em pelo menos uma publicação impressa ou patente concedida. Além disso, todas patentes, procedimentos de teste, e outros documentos citados neste pedido são totalmente incorporados para referência até a extensão em que tal exposição não é inconsistente com este pedido e para todas as jurisdições em que tal incorporação é permitida.
[00043] Embora o precedente seja dirigido às formaras de concretização da presente invenção, outras formas de concretização adicionais da invenção podem ser contempladas, sem fugir do escopo básico da mesma, e do escopo da mesma é determinado pelas reivindicações que seguem.
Claims (9)
- REIVINDICAÇÕES1. Método para produzir amônia, compreendendo:fornecer nitrogênio e hidrogênio a uma zona de reação, a zona de reação deposita dentro de um casco interno e o casco interno disposto dentro de um casco externo de modo que um espaço é formado entre eles, em que a zona de reação compreende pelo menos um leito de catalisador compreendendo pelo menos um catalisador em troca de calor indireta com o espaço;fazer reagir o nitrogênio e hidrogênio na zona de reação para formar um efluente compreendendo amônia;recuperar o efluente a partir do casco interno; e, resfriar o efluente recuperado para prover uma corrente de efluente resfriada;caracterizado pelo fato de compreender ainda:fornecer um fluido de resfriamento para o casco externo de modo que o fluido de resfriamento escoa através de pelo menos uma porção do espaço e está em comunicação fluida com o exterior do casco interno, em que pelo menos uma porção do efluente resfriado provê pelo menos uma porção do fluido de resfriamento; e, recuperar o fluido de resfriamento a partir do casco externo como um produto de amônia.
- 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido de resfriamento mantém a temperatura de zona de reação na faixa de 299°C a 649°C.
- 3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido de resfriamento mantém o casco externo a uma temperatura na faixa de 38°C a 316°C, e o fluido de resfriamento mantém a zona de reação a uma temperatura na faixa de 316°C a 510°C.
- 4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado peloPetição 870180165241, de 19/12/2018, pág. 23/372 / 2 fato de que a zona de reação compreende dois ou mais leitos de catalisador em troca de calor indireta com o fluido de resfriamento no espaço.
- 5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o casco externo é construído de um ou mais materiais selecionados dentre o grupo consistindo de aço ao carbono, outros metais de baixa liga, e combinações dos mesmos.
- 6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o casco interno e a zona de reação são construídos de um ou mais materiais selecionados dentre o grupo consistindo de aço inoxidável, incoloy, inconel, titânio, outros metais de alta liga e combinações dos mesmos.
- 7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o nitrogênio e hidrogênio são alimentados à zona de reação a uma taxa suficiente para prover uma relação molar na faixa de 1:1 a 1:4.
- 8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador no leito de catalisador é selecionado dentre o grupo consistindo de magnetita, metais do grupo de platina, catalisadores à base de carbono, e combinações dos mesmos.
- 9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda introduzir um gás de purga a partir de um enlace de síntese de amônia primário à zona de reação.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/128,730 US7867465B2 (en) | 2008-05-29 | 2008-05-29 | Cold wall horizontal ammonia converter |
| US12/128730 | 2008-05-29 | ||
| PCT/US2009/002828 WO2009145865A1 (en) | 2008-05-29 | 2009-05-07 | Cold wall horizontal ammonia converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BRPI0913102A2 BRPI0913102A2 (pt) | 2016-08-23 |
| BRPI0913102B1 true BRPI0913102B1 (pt) | 2019-05-28 |
Family
ID=41377419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BRPI0913102-7A BRPI0913102B1 (pt) | 2008-05-29 | 2009-05-07 | Método para produzir amônia |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7867465B2 (pt) |
| EP (2) | EP2899161B1 (pt) |
| JP (1) | JP2011521876A (pt) |
| CN (2) | CN107253730A (pt) |
| AU (1) | AU2009251872B2 (pt) |
| BR (1) | BRPI0913102B1 (pt) |
| CA (1) | CA2724102C (pt) |
| WO (1) | WO2009145865A1 (pt) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9643856B2 (en) | 2013-08-07 | 2017-05-09 | Kellogg Brown+Root LLC | Methods and systems for making ammonia in a double ammonia converter system |
| EP2957339A1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-12-23 | Casale SA | Radial flow horizontal catalytic reactor |
| DE102017205780A1 (de) * | 2017-04-05 | 2018-10-11 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zum Herstellen von Synthesegas sowie Synthesegas-Kühlungsanordnung und Verwendung |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1601475A (en) * | 1977-04-18 | 1981-10-28 | Ici Ltd | Catalytic reactor |
| US4568532A (en) * | 1984-10-16 | 1986-02-04 | The M. W. Kellogg Company | Supplemental ammonia synthesis |
| US4919909A (en) * | 1984-12-03 | 1990-04-24 | Societe Chimique De La Grande Paroisse | Reactor for catalytic synthesis and process for using the reactor |
| US4696799A (en) * | 1986-07-15 | 1987-09-29 | The M. W. Kellogg Company | Ammonia synthesis converter |
| DE3640823A1 (de) * | 1986-11-28 | 1988-06-09 | Uhde Gmbh | Verfahren zur synthese von ammoniak |
| DE3643856A1 (de) * | 1986-12-22 | 1988-06-30 | Uhde Gmbh | Vorrichtung zum regeln insbesondere eines ammoniakkonverters |
| US5236671A (en) * | 1990-09-24 | 1993-08-17 | C. F. Braun, Inc. | Apparatus for ammonia synthesis |
| DE69426517D1 (de) * | 1993-10-29 | 2001-02-08 | Ammonia Casale Sa | Verfahren zur Nachrüstung eines heterogenen exothermischen Synthesereaktors |
| US5523483A (en) * | 1995-06-16 | 1996-06-04 | The M. W. Kellogg Company | Integrated urea/ammonia process |
| US5736116A (en) * | 1995-10-25 | 1998-04-07 | The M. W. Kellogg Company | Ammonia production with enriched air reforming and nitrogen injection into the synthesis loop |
| DE69732781T2 (de) * | 1997-11-28 | 2006-02-02 | Ammonia Casale S.A. | Verfahren zur in-situ Modernisierung eines heterogenen exothermen Synthesereaktors |
| US6132687A (en) * | 1998-05-21 | 2000-10-17 | Kellogg Brown & Root, Inc. | Horizontal ammonia converter adapted for high activity catalyst |
| US6171570B1 (en) * | 1998-10-12 | 2001-01-09 | Kellogg Brown & Root, Inc. | Isothermal ammonia converter |
| DE10057863C2 (de) * | 2000-11-21 | 2002-10-24 | Uhde Gmbh | Mehrdruckverfahren zur Herstellung von Ammoniak |
| CN1239244C (zh) * | 2001-03-02 | 2006-02-01 | 美斯燃料公司 | 基于氨的氢气发生装置及使用该装置的方法 |
| DE10116150A1 (de) * | 2001-03-31 | 2002-10-10 | Mg Technologies Ag | Verfahren zum katalytischen Erzeugen von Ammoniak aus Synthesegas |
| ITMI20012565A1 (it) * | 2001-12-05 | 2003-06-05 | Univ Degli Studi Milano | Catalizzatori per la sintesi dell'ammoniaca |
| US7435401B2 (en) * | 2004-07-02 | 2008-10-14 | Kellogg Brown & Root Llc | Pseudoisothermal ammonia process |
| JP4426415B2 (ja) * | 2004-10-01 | 2010-03-03 | 東洋エンジニアリング株式会社 | 反応装置 |
-
2008
- 2008-05-29 US US12/128,730 patent/US7867465B2/en active Active
-
2009
- 2009-05-07 CA CA2724102A patent/CA2724102C/en active Active
- 2009-05-07 EP EP15154856.7A patent/EP2899161B1/en active Active
- 2009-05-07 AU AU2009251872A patent/AU2009251872B2/en active Active
- 2009-05-07 EP EP09755228.5A patent/EP2297038B1/en active Active
- 2009-05-07 JP JP2011511593A patent/JP2011521876A/ja active Pending
- 2009-05-07 CN CN201710477940.3A patent/CN107253730A/zh active Pending
- 2009-05-07 WO PCT/US2009/002828 patent/WO2009145865A1/en active Application Filing
- 2009-05-07 BR BRPI0913102-7A patent/BRPI0913102B1/pt active IP Right Grant
- 2009-05-07 CN CN2009801197550A patent/CN102046533A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2009251872B2 (en) | 2014-09-18 |
| EP2297038A4 (en) | 2011-09-14 |
| EP2297038B1 (en) | 2015-12-16 |
| EP2297038A1 (en) | 2011-03-23 |
| CA2724102A1 (en) | 2009-12-03 |
| CA2724102C (en) | 2018-08-28 |
| EP2899161B1 (en) | 2020-03-11 |
| EP2899161A1 (en) | 2015-07-29 |
| BRPI0913102A2 (pt) | 2016-08-23 |
| CN107253730A (zh) | 2017-10-17 |
| WO2009145865A1 (en) | 2009-12-03 |
| US7867465B2 (en) | 2011-01-11 |
| CN102046533A (zh) | 2011-05-04 |
| US20090297427A1 (en) | 2009-12-03 |
| AU2009251872A1 (en) | 2009-12-03 |
| JP2011521876A (ja) | 2011-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20090143619A1 (en) | Process for the production of phosgene with reduced co emission | |
| AU2005202829B2 (en) | Pseudoisothermal ammonia process | |
| IE44718B1 (en) | Apparatus for the synthesis of ammonia | |
| EP0080270B1 (en) | Synthesis process and reactor | |
| JP2006010309A (ja) | 熱交換法および熱交換器 | |
| KR20000028926A (ko) | 등온 암모니아 컨버터 | |
| WO2017102094A1 (en) | Process and apparatus for the recovery of methanol | |
| BRPI0913102B1 (pt) | Método para produzir amônia | |
| JP6258313B2 (ja) | ホスゲンを製造する装置および方法 | |
| JP3650581B2 (ja) | アンモニア製造のための方法及びコンバータ | |
| RU2241667C1 (ru) | Каталитический способ производства аммиака из синтез-газа | |
| US20200317534A1 (en) | Process for ammonia production | |
| CA2240949A1 (en) | Heat exchange catalytic reactor | |
| JP5183047B2 (ja) | 塩素の製造方法、塩素の製造装置および熱交換器 | |
| US1618265A (en) | Catalytic apparatus | |
| MXPA01004293A (en) | Process and converter for the preparation of ammonia | |
| BRPI0907812B1 (pt) | Apparatus and method for producing urea | |
| JPS62114644A (ja) | 二重管反応器を用いる発熱反応方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
| B06T | Formal requirements before examination [chapter 6.20 patent gazette] |
Free format text: O DEPOSITANTE DEVE RESPONDER A EXIGENCIA FORMULADA NESTE PARECER POR MEIO DO SERVICO DE CODIGO 206 EM ATE 60 (SESSENTA) DIAS, A PARTIR DA DATA DE PUBLICACAO NA RPI, SOB PENA DO ARQUIVAMENTO DO PEDIDO, DE ACORDO COM O ART. 34 DA LPI.PUBLIQUE-SE A EXIGENCIA (6.20). |
|
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 28/05/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. (CO) 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 28/05/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |