CN102137817A - 生产氨的方法 - Google Patents

生产氨的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102137817A
CN102137817A CN2009801241356A CN200980124135A CN102137817A CN 102137817 A CN102137817 A CN 102137817A CN 2009801241356 A CN2009801241356 A CN 2009801241356A CN 200980124135 A CN200980124135 A CN 200980124135A CN 102137817 A CN102137817 A CN 102137817A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
tube
steam
compartment
ammonia
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2009801241356A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102137817B (zh
Inventor
H·O·斯塔尔
P·A·汉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Topsoe AS
Original Assignee
Haldor Topsoe AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Haldor Topsoe AS filed Critical Haldor Topsoe AS
Publication of CN102137817A publication Critical patent/CN102137817A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102137817B publication Critical patent/CN102137817B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/025—Preparation or purification of gas mixtures for ammonia synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/382—Multi-step processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/384—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts the catalyst being continuously externally heated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/48—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/52—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with liquids; Regeneration of used liquids
    • 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
    • C01C1/0447—Apparatus other than synthesis reactors
    • C01C1/0452—Heat exchangers
    • 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
    • C01C1/0488—Processes integrated with preparations of other compounds, e.g. methanol, urea or with processes for power generation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1838—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines the hot gas being under a high pressure, e.g. in chemical installations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • F28D7/0075—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with particular circuits for the same heat exchange medium, e.g. with the same heat exchange medium flowing through sections having different heat exchange capacities or for heating or cooling the same heat exchange medium at different temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/06—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0244—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being an autothermal reforming step, e.g. secondary reforming processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0415—Purification by absorption in liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/047—Composition of the impurity the impurity being carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/048—Composition of the impurity the impurity being an organic compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/068—Ammonia synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0838—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel
    • C01B2203/0844—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel the non-combustive exothermic reaction being another reforming reaction as defined in groups C01B2203/02 - C01B2203/0294
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872—Methods of cooling
    • C01B2203/0888—Methods of cooling by evaporation of a fluid
    • C01B2203/0894—Generation of steam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1258—Pre-treatment of the feed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/141—At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in parallel
    • 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
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

由烃类原料生产氨的方法，设备的重整和氨部分的废热锅炉中产生的所有蒸汽在位于设备的氨部分的氨转换器下游的蒸汽过热器中过热。在设备的重整部分中不需要蒸汽过热器冷却合成气。还提供了一种用于该方法的蒸汽过热器。该过热器包括两个隔室，其中第一和第二隔室对于蒸汽流以串联连接而对于工艺气体流以并联连接。

Description

生产氨的方法
本发明涉及以改进的热集成来由烃类原料生产氨的方法，其中烃类原料首先通过蒸汽重整转化为合成气，合成气随后转化为氨。本发明还涉及一种新的蒸汽过热器，特别适合用于该方法，尤其是用于具有至少2000MTPD生产能力的大型氨设备。
传统用于生产氨的设备通常分为两个主要的部分，重整部分，其中烃类原料如天然气在30至80巴、通常为30至40巴范围的压力下转化为含有氢气和氮气混合物的合成气，以及氨合成部分，其中具有合适比例氢气和氮气的合成气(氨合成气)在被压缩至120-200巴后催化转化为随后通过冷却而浓缩的氨。
在重整部分中，当利用带有初级、自热或次级重整器的传统工艺布置时，在高温例如在约1000℃或更高的温度下生产含有氢气的合成气。在所述重整器中产生的合成气必须要冷却，而这通常是通过将气体穿过许多废热锅炉或蒸汽过热器来实现。这些装置是昂贵而高度复杂的换热器，需要仔细设计以使与金属尘化、氢蚀和应力腐蚀有关的机械和材料的相关故障的风险最小化。特别地，重整部分中的蒸汽过热器是昂贵的装置，其中即使精心构建这些单元金属尘化也难以避免。当在重整部分中采用过热器时，金属尘化的风险实际上是固有的。
在氨合成部分中，由包含在合成气中的氢气和氮气的混合物催化生产氨。氨的转化发生在热量产生的条件下，其利用废热锅炉和任选地蒸汽过热器产生高压蒸汽，其进一步用于驱动氨合成部分的压缩器。在氨合成部分中的废热锅炉和蒸汽过热器也是昂贵而高度复杂的换热器，其被专门设计以使与氢蚀、渗氮和应力腐蚀有关的机械和材料的相关故障的风险最小化。废热锅炉尤其要遭受渗氮和应力腐蚀，因为这些单元通常安置在氨转化器的下游。
金属尘化、应力腐蚀和渗氮是灾难性的或者至少是严重形式的腐蚀，其必须通过适当的设计和材料选取避免。金属尘化通常发生在气体中存在一氧化碳的情况下，气体与金属接触且当金属的温度相当低时，通常400℃至800℃，更具体地500℃至750℃，与气体的相互作用导致金属分解为细颗粒。
在当来自气体中的氮气与金属接触，扩散到金属材料中并生成氮化物时发生金属渗氮。由此形成坚硬的表面层，其易于断裂并且在最坏的情况下断裂贯穿整个金属。因此，遭受渗氮的材料更加瞬时地变得易碎。渗氮层的厚度取决于温度、时间以及金属合金。通常认为薄金属板约380℃以上以及厚金属板400℃以上的金属温度会显著增加低合金碳钢的金属渗氮倾向。更高的温度下，需要材料如不锈钢或因科镍合金(Inconel)。
应力腐蚀代表当奥氏体材料如不锈钢接触到水时的风险，尤其是当水中含有杂质如氯时。当采用低合金碳钢时应力腐蚀的风险会更小。
随着设备被设计为生产2000，3000，5000MTPD或更多的氨，氨设备的生产能力稳定的提高，设计越来越大型的蒸汽过热器已经成为一个艰巨的挑战。在这些大型的氨设备中蒸汽过热器的规格是一个问题，因为在标准设计下过热器管板的直径和厚度变得仅仅是过大以致于它的生产在技术或经济上是行不通的。
这种安装大型设备的趋势也引发了为驱动设备中的压缩器提供蒸汽的必要性。这要求更高的蒸汽压力进而需要更高的蒸汽温度。结果是，不得不采用能够应对更高的蒸汽温度的用于蒸汽过热器的昂贵材料如锈钢或因科镍合金。
美国专利No.4,213,954记载了一种生产氨的方法，包括重整部分和氨合成部分。两个部分共用一个普通的汽包(steam drum)用作设备中重整和氨合成部分中废热锅炉的蒸汽分离单元。蒸汽，产生于重整部分，由此用于氨合成部分，而来自次级重整器的工艺气体经由废热锅炉和过热器一体的体系冷却。蒸汽也被用于膨胀机以回收能量。
美国专利No.4,545,976记载了一种通过减少蒸汽输出的烃类蒸汽重整以生产氨合成气的方法，其中采用一系列的蒸汽过热器冷却来自次级重整器的工艺气体。
我们的EP-A-1,610,081公开了一种用于蒸汽重整阶段下游附近的换热器。该换热器包括含有低合金碳钢管束的第一较冷加热区以及含有由耐高温和腐蚀的合金如奥氏体镍/氯/铁合金制成的管束的第二较热加热区。蒸汽穿过换热器的管程，而重整气(合成气)经过壳程。较冷和较热的加热区对于蒸汽流和重整气流均以串联连接。
本发明的一个目的在于提供一种生产氨的方法，其具有改进的热集成并对废热锅炉和特别是设备的蒸汽过热器中的金属尘化、渗氮和应力腐蚀具有降低的趋势。
本发明的另一个目的在于提供一种生产氨的方法，其具有通过减少蒸汽输出的改进的热集成，且其与现有技术的方法相比更具成本效益。
本发明的还一个目的在于提供一种方法，其稳定并且对氨部分的设备跳闸较不敏感。
本发明的又一个目的在于提供一种适合用于大型氨设备的蒸汽过热器，同时能够经受腐蚀，尤其是渗氮和应力腐蚀。
这些以及其它目的通过本发明得到解决。
在第一个方面，我们提供了一种由烃类原料生产氨的方法，该方法包括以下步骤：
(a)将烃类原料通过重整部分并从所述的重整部分回收合成气；
(b)在不采用蒸汽过热器的情况下，将所述的合成气通过一个或多个废热锅炉，且合成气与水-蒸汽混合物在其中间接换热，从所述的废热锅炉回收蒸汽并将所述蒸汽传送至一个或多个汽包中；
(c)将步骤(b)由此冷却的合成气通过变换转化阶段，该阶段用于将合成气中的一氧化碳转化为氢气并随后通过洗涤工艺除去合成气中剩余的二氧化碳、一氧化碳和甲烷，并回收含有氮气和氢气的合成气；
(d)将步骤(c)产生的合成气通过氨合成部分，其包括由通过一个或多个氨转换器中的催化床将合成气催化转化为氨，并回收来自一个或多个催化床含有氨的工艺气体；
(e)将所述的含有氨的工艺气体通过一个或多个蒸汽过热器，使来自步骤(b)的一个或多个汽包中的蒸汽在其中过热，并从所述的一个或多个蒸汽过热器回收过热蒸汽流；
(f)将步骤(e)由此冷却的工艺气体通过一个或多个废热锅炉，工艺气体与水-蒸汽混合物在其中间接换热，回收来自一个或多个废热锅炉的蒸汽并将所述的蒸汽传送至步骤(b)的一个或多个汽包中。
因此，所有在步骤(b)和(f)的废热锅炉产生的蒸汽在步骤(e)的一个或多个过热器中过热。由此在氨合成部分进行尽可能多的冷却。
我们发现通过在氨转换器的下游引入一个或多个过热器，用于冷却含有氨的工艺气体并使在重整部分的废热锅炉中产生的所有蒸汽过热，这使得向设备的重整部分中另有要求的废热锅炉和氨合成部分中的废热锅炉特别是过热器提供更加简单而便宜的构造成为可能。因此，本发明具有显著的优势，其不需要加热合成气的蒸汽过热器(加热工艺气体的过热器)，或者简单地，设备的重整部分中的蒸汽过热器来冷却产生的合成气。过热器的冷却能力就其本身而言从设备的重整部分移动至氨合成部分。当在重整部分中采用蒸汽过热器时实际上固有的金属尘化的风险因而被完全消除了。
此外，由于在氨合成部分进行了尽可能多的冷却，该方法能够冷却来自蒸汽过热器中氨转换器的工艺气体，优选以U型管换热器的形式冷却至约380℃以下，借以避免了安装在下游的废热锅炉的渗氮。如上文所述，约380℃以上的金属温度显著地增加渗氮效应的趋势。现冷却具有380℃温度以下的工艺气体的氨合成部分的废热锅炉就可以用例如合金碳钢方便地构建为U型管换热器，从而也消除了与另有要求的奥氏体材料的应力腐蚀有关的问题。因而可以用更加便宜的材料构建其它非常昂贵的废热锅炉和蒸汽过热器。
本发明的一个显著优势在于对设备跳闸状况例如氨合成部分的氨生产停止而重整部分保持运行，包括重整和氨部分的设备变得更加稳定。按照传统方法的设计，当氨部分发生这样的设备跳闸时，重整部分的蒸汽生成立刻受到影响。为了弥补这种影响，重整部分中冷却次级重整器下游合成气的废热锅炉通常明显超出尺寸。通过本发明的方法减少对重整部分中蒸汽生成的这种影响是可能的。如果在氨部分存在设备跳闸，现在在重整部分平衡蒸汽生成是可能的并且结果是在这部分的次级重整器下游的废热锅炉不需要明显地超出尺寸。可以采用更小进而更便宜的废热锅炉。
像其在现有技术中是常规的，重整部分可以在一个或多个步骤中包括烃类原料的重整。因此烃类进料可以在接着初级和次级重整后例如经受预重整的步骤，或者烃类进料，例如天然气，可以直接通过自热重整步骤以产生热合成气。在一个或多个废热锅炉中生产高压蒸汽的情况下被冷却之前，回收来自自热或次级重整步骤温度在1000℃以上的合成气。
本文所用的术语含有氮气和氢气的合成气意指氨合成气，例如具有合适比例的氢气和氮气用作氨转换器原料的合成气。
本文所用的术语次级重整和自热重整可交换使用，因为次级重整通常是在自热重整器(ATR)中进行。然而严格来说，术语自热重整仅在没有初级重整时有适当的含义。
本文所用的术语初级重整意指在传统的燃烧管式重整器(辐射炉)中重整烃类原料。
根据本发明也将理解，离开催化氨转换器的工艺气体首先通过蒸汽过热器并随后通过废热锅炉。重整部分的废热锅炉中产生的所有蒸汽，以及氨合成部分的废热锅炉中产生的蒸汽被输送至安装在催化氨转换器下游的第一蒸汽过热器中。至少部分来自所述蒸汽过热器的蒸汽可以用作设备重整部分的工艺蒸汽，优选作为初级重整阶段的废热部分的工艺蒸汽。
在本发明一个优选的实施例中，步骤(a)涉及将烃类原料通过重整部分并从所述重整部分回收合成气并包括以下步骤：将烃类原料通过初级重整步骤以生产部分重整的气体，将所述的部分重整的气体通过换热重整步骤和次级重整步骤并从所述的换热重整阶段回收产生的合成气流，其中通过换热重整阶段的部分重整的气体与从所述次级重整步骤回收的合成气间接换热重整。
换热重整能够使来自初级和次级重整步骤的热量进一步用于重整气体而非将热量简单地用于产生蒸汽。因此，显著的降低蒸汽生产并实际上降到几乎精确满足氨合成部分要求的量也是可能的。结果是避免了不合适的蒸汽输出。
如上文所述，通常公认当金属温度在400℃至800℃、更具体地500℃至750℃的范围时金属尘化的风险最高。因此，优选地从重整部分回收的合成气流、尤其是从所述换热重整阶段回收的合成气流具有约800℃或更高的温度，该温度高得足以降低换热器自身金属尘化的风险以及避免位于下游的废热锅炉金属尘化。
优选地，在一个或多个包含双管(double-tubes)的换热反应器中进行换热重整。双管基本上是两个实际上同心管的排列。管壁之间的空间形成了一个环形腔，通过其换热介质(从所述次级重整步骤回收的合成气)能够流动。床中的固体催化剂可以布置在双管的外部和/或内部。
因此，在另一个实施例中本发明同样包括在具有大量双管的一个或多个换热反应器中，优选在一个或多个换热反应器的底部通过将从所述次级重整步骤回收的合成气与离开至少在一个或多个换热反应器的双管之外配置的催化床的重整气混合来形成混合气，其中双管用于实施所述换热重整步骤，以及将所述的混合气通过所述双管的环形空间对所述的催化床间接加热。随后回收生成的合成气流并通过一个或多个安装在重整部分下游的废热锅炉。
优选地，一个或多个换热反应器的催化床的固体催化颗粒不仅安置在双管的外部，还安装在内部，例如还在双管的内管里。
在又一个实施例中，在卡口式反应器中实施换热重整步骤。在卡口管式重整器的一个具体的实施方案中，在该重整器中的至少一个重整管具有一个外管和一个内管，外管具有一个用于引入要重整的工艺气体的进口端和一个封闭的出口端，内管的两端都是开放的并同轴地安装在外管内并将外管空间分离，在外管和内管之间的环形空间间填充有重整催化剂，内管适于回收合成气流流出物，外管任选地被一个与外管空间分离的套管同心环绕并通过将来自次级重整器的合成气流引入套管和外管之间的空间使外管适于使来自次级重整器通过的热合成气流与外管中的要重整的工艺气体(反应原料)有热传导关系。例如在我们的EP-A-0 535 505中公开了这种卡口式反应器的一个具体实施例。
在本发明的还一个实施例中，将步骤(a)中要重整的烃类原料并行地通过一个或多个换热重整步骤和自热或次级重整步骤，并且其中将从所述自热或次级重整阶段回收的热合成气在所述一个或多个换热重整步骤中用作换热介质，如在我们的美国专利No.6,726,851中的记载。
在本发明的第二个方面中，我们提供了一种用于该方法的蒸汽过热器，更具体地是一种用于按照方法的步骤(e)，亦即在氨催化转换器下游的蒸汽过热器。
因此，本发明还包括一种蒸汽过热器30，其包括：
第一和第二隔室301，302，其中第一隔室具有外壳305，管板303，后端307，管束309，挡板317以及适用于外壳305的蒸汽进口315，而在第二隔室302中具有外壳306，管板304，后端308，管束310，挡板317以及适用于外壳306的蒸汽出口316；
将第一和第二隔室分开的过渡室311，其通过在管板303，304之间的空间定义；
通过管板303，304并进而通过过渡室311的输送管312，其沿着蒸汽过热器30的长轴320从第一隔室301延伸至第二隔室302；
位于进口室318和出口室319之间的分隔壁321；
所述的过渡室311具有延伸至过渡室的进口室318中的工艺流体进口313，进口室318被限制在输送管312的管壁、在一边的管板303的板壁和在相反一边的管板304的板壁之间，其中第一隔室301的管束309延伸至管板303内，第二隔室302的管束310延伸至管板304内；
所述的过渡室311具有自过渡室的出口室319延伸的工艺气体出口314，出口室319被限制在输送管312的管壁、在一边的管板303的板壁和在相反一边的管板304的板壁之间，其中第一隔室301的管束309延伸至管板303内，第二隔室302的管束310延伸至管板304内；
并且其中第一和第二隔室301，302对于蒸汽流以串联连接而对于工艺气体流以并联连接。
蒸汽经过过热器的壳程，而来自氨转换器的工艺气体经过管程。
优选地，在蒸汽过热器的外壳305，306中过渡室311的工艺气体进口313和工艺气体出口314相互之间径向相对设置，并且更优选所述的工艺气体进口和出口313，314相互之间径向相对设置并沿着蒸汽过热器的长轴320位于相同的位置。
位于进口室318和出口室319之间的分隔壁321优选沿着并通过输送管312的长度方向延伸。该壁有助于防止进口室318的工艺气体直接通过进入出口室319。优选地，过热器各个室中的管束为U型管束。
管束延伸进入各个管板并因此在其中得到支撑。这将理解为管束穿过管板。因此管与接受来自氨转换器传入的热工艺气体的过渡室的进口室，或者与冷却的工艺气体由此回收的过渡室的出口室流体连通。
在一个具体的实施例中，出口室319进一步包括安置于其中的阀322，323并且其与第一和第二隔室301，302的管束309，310直接流体连通。阀优选为节流阀。在出口室提供阀能够使合适比例的来自氨转换器的工艺气体供应给蒸汽过热器的第一(冷)和第二(热)隔室并因而使在蒸汽出口316通过简单的方式调整离开蒸汽过热器的蒸汽的温度是可行的。优选地，将40wt％的工艺气体通过第一隔室而将60wt％通过第二隔室。通过调整过热器中蒸汽出口的温度，其可以为约375℃，在蒸汽经过其被进一步加热至例如515℃的最终过热温度的初级重整器的沸热部分后，调整该蒸汽的最终过热温度也是可行的。该最终蒸汽温度实际上是一个需要调整的温度，并且现在这样的调整通过在蒸汽出口316简单的调整离开过热器的蒸汽的温度变得可行。可以避免调整该最终过热温度的不必要的选择，例如在蒸汽通过初级重整器的沸热部分时增加锅炉给水(BFW)以急冷蒸汽。
本发明的方法能够使饱和蒸汽在一个相对较低的温度(323℃)被引入到过热器的第一隔室中。该蒸汽将含有一些来自汽包的水滴形式的剩余物。这能够导致过热器内部金属零件的应力腐蚀，如果这些金属零件是由奥氏体材料如不锈钢制成。然而，在本发明的蒸汽过热器中，内部金属零件，主要是第一隔室中的管束，优选由低合金钢制成。既然因为引入冷却蒸汽(323℃)能够使第一(冷)隔室保持在380℃以下，采用低合金钢例如低合金碳钢是可行的，并且没有渗氮效应的风险。由于渗氮的风险，在第二(热)隔室中的内部金属零件，主要是管束，由不锈钢制成，因为在整个该室中温度不能保持在380℃以下。在该室中应力腐蚀的风险不再相关，因为引入的蒸汽中剩余的水滴在通过其经过的第一隔室中已经被加热，因此蒸汽是干燥的。
因此，根据本发明的进一步的实施例，第一隔室的管束由低合金钢例如铁素体铁、铬、钼以及碳钢制成，而第二隔室中的管束由不锈钢制成。优选地，低合金钢为低合金碳钢。
除了解决腐蚀问题外，对于在标准设计下过热器的尺寸太大以致于它们简直变得无法制造的大型氨设备，本发明的过热器是特别有益的。通过本发明的过热器，来自氨转换器的工艺气流分别进入第一和第二隔室。换句话说，仅有一部分工艺气流经过各个管板并且同时管板由沿着过热器的长轴从一个隔室扩展到其它隔室的输送管支撑。与采用传统单管板的情况相比，这导致了相当可观的管板厚度的减小。本发明因而也能够是更加简单而便宜的结构。本发明的过热器实际上能够在任何专业化的车间装配。
本文所用的术语“大型氨设备”意指具有等于或大于2000MTPD例如3000，5000MTPD甚至更多生产能力的氨设备。
方便起见，过热器的取向通常与重管板水平并且头部通常安装在靠近过热器的后端。然而这样的水平方向可能传递腐蚀问题，特别是安装在过热器中间部分的金属零件。特别是在当蒸汽过热器的金属零件在没有经过暖机即启动的情况下，包含有杂质例如氯的水滴可能在其中积累并浓缩。由于这样的金属零件通常不是由抗腐蚀材料制成，因此严重的腐蚀问题可能出现。
通过本发明，通过简单地纵向安装过热器可能进一步防止这类腐蚀问题。本发明过热器中这种取向更容易实现，因为主要包含管束的重金属零件朝向设备的中间安装。在第一或第二隔室中过热器的底部积累并收集潜在的含有杂质的水滴。积聚的水随后通过安装在那里的出口管道简单地回收。
因此，在本发明的又一个实施例中，蒸汽过热器的取向是纵向的并且第一或第二隔室在其后端还包括除去积聚水的水出口。优选地，在这种纵向的蒸汽过热器中底部部分为第二(热)隔室。
图1表示合成氨设备的方法中一个具体实施例的框图，显示了引入换热重整器及二次重整器的重整部分I和氨合成部分II。
图2表示根据本发明用于设备氨合成部分的过热器的示意图。
在图1中，在初级重整器20中将烃类原料1如天然气与加入的蒸汽一起通过初级重整步骤。从初级重整器20中回收部分重整的气体2并部分地分成气流3和4。气流3被输送至具有双管的换热重整器21的顶部，其中在双管的外面和里面放置了催化剂颗粒，而气流4通过次级重整器22。在换热重整器21的底部，来自次级重整器的热流出物气体与在换热重整器中与在重整器的底部离开催化床的经转化的工艺气体混合。通过在重整器中向上地通过所述的混合气体，使混合气体用于配置于其中的催化床的间接换热。随着其穿过换热重整器，混合气体被冷却并作为合成气流5离开。随后在废热锅炉23中采用给水6进料，气流5被冷却，并且合成气在其中与蒸汽进行间接换热。在该部分中没有采用蒸汽过热器。来自废热锅炉23的蒸汽-水混合物被引入至汽包24。在水煤气变换部分25中冷却的合成气流富集氢气并随后经过洗涤部分以除去合成气中剩余的一氧化碳、二氧化碳和甲烷。进而产生包括合适比例的氢气和氮气的合成氨气流8并被输送至设备的氨合成部分、包括大量氨催化床28的催化氨转化器27。从催化转化器回收在460℃含有氨的工艺气体9并通过穿过蒸汽过热器30和废热锅炉29的系统冷却。在蒸汽过热器30后，工艺气体被冷却至约380℃。产生的过热蒸汽10在约375℃离开并可用于驱动设备中的压缩器，而来自废热锅炉29的蒸汽11被输送至汽包24中。锅炉给水(BFW)以流12添加，而来自汽包24的流13被用于在废热锅炉29中产生蒸汽。所有的蒸汽，产生于重整部分的废热锅炉23以及氨合成部分的废热锅炉29，在氨合成部分的蒸汽过热器30中经由蒸汽流14在323℃沸点下以高压蒸汽形式过热。回收冷却的含有氨的工艺气体作为流15。
现转向图2，显示了图1的蒸汽过热器30的示意图。过热器包括第一(冷)隔室301和第二(热)隔室302，两个管板303，304，两个具有各自后端307，308的外壳305，306，两个U型管束309，310以及过渡室311和输送管312。该输送管沿着过热器的长轴320从第一隔室301延伸至第二隔室302。过热器还包括作为过渡室311的一部分而配置的工艺气体进口313和工艺气体出口314，以及配置在第一室301的外壳305中的蒸汽进口315和配置在第二室302的外壳306的蒸汽出口316。挡板317被布置在第一和第二隔室中以使蒸汽流偏转并进而提高热传递。挡板也对管束提供支持。过渡室311包括一个直接延伸至工艺气体进口313并与延伸至管板303，304中的管束309，310以流体连通的进口室318。过渡室311还包括一个直接延伸至工艺气体出口314中的进口室319，该进口室319也与延伸至管板303，304中的管束309，310以流体连通。分隔壁321沿着输送管部分312延伸使进口和出口室318，319分开。因此，第一和第二隔室对于蒸汽流以串联连接而对于工艺气体流以并联连接。位于出口室319的节流阀322和323用于控制穿过第一(冷)和第二(热)隔室的工艺气体的量并进而控制在蒸汽出口316的蒸汽出口温度。
本发明的方法能够亦即以相对低的温度(323℃)向过热器提供饱和蒸汽。以该温度进入的蒸汽穿过靠近第一(冷)隔室的后端的蒸汽进口315，在该处然后其流经其壳程。因此蒸汽过热至345℃并在该温度下经由输送管312送至蒸汽过热器的第二(热)隔室。该蒸汽进一步过热并在375℃作为过热蒸汽经过蒸汽出口316离开。来自氨转换器的工艺气体进入过热器，在460℃通过工艺气体进口313进入过渡室311的进口室318。将工艺气体分开并送至第一和第二隔室，经由管板303，304进入U型管束309，310。在经过U型管后，工艺气体经由管板303，304经过节流阀322，323进入出口室319。来自第一隔室的工艺气体在373℃进入出口室319，而来自第二隔室的工艺气体在403℃进入。在该室中的混合气体达到380℃的温度并经过工艺气体出口314离开用于在下游的废热锅炉中进一步冷却。

Claims (10)

1.一种由烃类原料生产氨的方法，包括以下步骤：
(a)将烃类原料通过重整部分并从所述的重整部分回收合成气；
(b)在不采用蒸汽过热器的情况下，将所述的合成气通过一个或多个废热锅炉，且合成气与水-蒸汽混合物在其中间接换热，从所述的废热锅炉回收蒸汽并将所述蒸汽传送至一个或多个汽包中；
(c)将步骤(b)由此冷却的合成气通过变换转化阶段，该阶段用于将合成气中的一氧化碳转化为氢气并随后通过洗涤工艺除去合成气中剩余的二氧化碳、一氧化碳和甲烷，并回收含有氮气和氢气的合成气；
(d)将步骤(c)产生的合成气通过氨合成部分，该部分包括由通过在一个或多个氨转换器中的催化床将合成气催化转化为氨，并从一个或多个催化床回收含有氨的工艺气体；
(e)将所述的含有氨的工艺气体通过一个或多个蒸汽过热器，使来自步骤(b)的一个或多个汽包的蒸汽在其中过热，并从所述的一个或多个蒸汽过热器回收过热蒸汽流；
(f)将步骤(e)由此冷却的工艺气体通过一个或多个废热锅炉，所述工艺气体与水-蒸汽混合物在其中间接换热，从所述一个或多个废热锅炉回收蒸汽并将所述的蒸汽传送至步骤(b)的一个或多个汽包中。
2.根据权利要求1的方法，其中步骤(a)包括如下步骤：将烃类原料通过初级重整步骤以生产部分重整的气体，将所述部分重整的气体通过换热重整步骤和次级重整步骤并从所述换热重整阶段回收得到的合成气流，其中通过换热重整阶段的部分重整的气体与从所述次级重整步骤回收的合成气通过间接换热而重整。
3.根据权利要求2的方法包括在具有大量双管的一个或多个换热反应器中通过将从所述自热重整步骤或次级重整步骤回收的合成气与离开至少在一个或多个换热反应器的双管之外配置的催化床的重整气混合来形成混合气，其中双管用于实施所述换热重整步骤，以及将所述的混合气通过所述双管的环形空间对所述的催化床间接加热。
4.根据权利要求2的方法，其中在卡口式反应器中实施所述换热重整步骤。
5.根据权利要求1的方法，其中将步骤(a)中要重整的烃类原料并行的通过一个或多个换热重整步骤和自热或次级重整步骤，并且其中将从所述自热或次级重整阶段回收的热合成气在所述一个或多个换热重整步骤中用作换热介质。
6.蒸汽过热器(30)包括：
第一和第二隔室(301，302)，其中第一隔室(301)具有外壳(305)，管板(303)，后端(307)，管束(309)，挡板(317)以及适用于外壳(305)的蒸汽进口(315)，且其中第二隔室(302)具有外壳(306)，管板(304)，后端(308)，管束(310)，挡板(317)以及适用于外壳(306)的蒸汽出口(316)；
将所述第一和第二隔室分开的过渡室(311)，其由在管板(303，304)之间的空间限定；
通过管板(303，304)并由此通过过渡室(311)的输送管(312)，其沿着所述蒸汽过热器(30)的长轴(320)从第一隔室(301)延伸至第二隔室(302)；
位于进口室(318)和出口室(319)之间的分隔壁(321)；
所述的过渡室(311)具有延伸至过渡室的进口室(318)中的工艺流体进口(313)，进口室(318)被限制在输送管(312)的管壁、在一边的管板(303)的板壁和在相反一边的管板(304)的板壁之间，其中第一隔室(301)的管束(309)延伸至管板(303)内，而第二隔室(302)的管束(310)延伸至管板(304)内；
所述的过渡室(311)具有自过渡室的出口室(319)延伸的工艺气体出口(314)，出口室(319)被限制在在输送管(312)的管壁、在一边的管板(303)的板壁和在相反一边的管板(304)的板壁之间，其中第一隔室(301)的管束(309)延伸至管板(303)内，而第二隔室(302)的管束(310)延伸至管板(304)内；
并且其中所述第一和第二隔室(301，302)对于蒸汽流以串联连接而对于工艺气体流以并联连接。
7.根据权利要求6的蒸汽过热器，其中出口室(319)还包括安置于其中的阀(322，323)并且其与第一和第二隔室(301，302)的管束(309，310)直接流体连通。
8.根据权利要求6或7的蒸汽过热器，其中第一隔室中的管束由低合金钢制成，而第二隔室中的管束由不锈钢制成。
9.根据权利要求6至8中任一项的蒸汽过热器，其中蒸汽过热器的取向是纵向的，且所述第一或第二隔室还包括在其后端的用于除去积聚水的水出口。
10.根据权利要求6的蒸汽过热器在权利要求1的方法中的用途。
CN200980124135.6A 2008-06-26 2009-06-17 生产氨的方法 Active CN102137817B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA200800881 2008-06-26
DKPA200800881 2008-06-26
PCT/EP2009/004360 WO2009156085A2 (en) 2008-06-26 2009-06-17 Process for the production of ammonia

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102137817A true CN102137817A (zh) 2011-07-27
CN102137817B CN102137817B (zh) 2015-02-18

Family

ID=41217758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980124135.6A Active CN102137817B (zh) 2008-06-26 2009-06-17 生产氨的方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8261700B2 (zh)
EP (1) EP2294009B1 (zh)
JP (2) JP5658147B2 (zh)
KR (1) KR101562527B1 (zh)
CN (1) CN102137817B (zh)
CA (1) CA2728858C (zh)
HK (1) HK1160097A1 (zh)
RU (1) RU2505482C2 (zh)
WO (1) WO2009156085A2 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104860266A (zh) * 2014-02-24 2015-08-26 琳德股份公司 用于氨生产的合成气生产方法
CN116057007A (zh) * 2020-09-25 2023-05-02 亚拉国际有限公司 用于加热到蒸汽重整器的天然气进料的方法和系统及其用途

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2404869A1 (en) * 2010-07-06 2012-01-11 Ammonia Casale S.A. Process for producing ammonia synthesis gas
CA2930794A1 (en) * 2012-11-15 2014-05-22 Kevin Lee Friesth Hybrid trigeneration system microgrid combined cooling, heat and power providing heating, cooling, electrical generation and energy storage using an integrated automation system for monitor, analysis and control
EP3037386A1 (en) 2014-12-23 2016-06-29 Casale SA A plant and a process for ammonia production with cryogenic purification, and a related method of revamping
KR101713606B1 (ko) * 2015-04-03 2017-03-08 고등기술연구원연구조합 합성가스 정제 시스템 및 방법
CN108883929B (zh) * 2016-02-02 2022-04-26 托普索公司 基于atr的氨工艺和装置
EP3481770B1 (en) 2016-07-06 2021-10-20 President and Fellows of Harvard College Ammonia synthesis methods and systems
DE102017201681A1 (de) * 2017-02-02 2018-08-02 Thyssenkrupp Ag Verfahren zur Behandlung eines Synthesegasstroms
EP3406999B1 (en) 2017-05-26 2020-11-04 ALFA LAVAL OLMI S.p.A. Shell-and-tube heat exchanger
DE102018113743A1 (de) * 2018-06-08 2019-12-12 Thyssenkrupp Ag Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung einer Wassergas-Shift-Reaktion sowie die Verwendung mindestens zweier seriell oder parallel geschalteter Einheiten zur Niedertemperatur-CO-Konvertierung
CN108844054A (zh) * 2018-07-30 2018-11-20 河南心连心化肥有限公司 一种合成氨系统热量回收装置及热量回收工艺
DE102019218350A1 (de) 2019-11-27 2021-05-27 Thyssenkrupp Ag Verfahren und Anlage zur Herstellung von Ammoniak
CN111895815A (zh) * 2020-08-05 2020-11-06 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 一种组合式余热回收装置
CN112456437B (zh) * 2020-11-27 2023-04-18 河南晋开化工投资控股集团有限责任公司 一种系统阻力小、综合消耗低的节能耐硫变换系统及工艺
CN113893566B (zh) * 2021-10-20 2023-01-06 杭州三隆新材料有限公司 一种新戊二醇共聚物的制备系统及纯化方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4213954A (en) * 1977-09-16 1980-07-22 Imperial Chemical Industries Limited Ammonia production process
US5845703A (en) * 1996-03-14 1998-12-08 Nir; Ari Heat recovery system
CN1314203A (zh) * 1999-12-02 2001-09-26 赫多特普索化工设备公司 用于进行非绝热式催化反应的方法和反应器
EP1610081A1 (en) * 2004-06-25 2005-12-28 Haldor Topsoe A/S Heat exchange process and heat exchanger
CN101155757A (zh) * 2005-04-11 2008-04-02 伊斯曼化学公司 气化和氨生产的一体化

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5111249B2 (zh) * 1972-08-23 1976-04-09
US4248181A (en) * 1978-10-11 1981-02-03 Stein Industrie Vertical steam separator-superheater
DE3049409C2 (de) * 1980-12-23 1983-12-01 Borsig Gmbh, 1000 Berlin Einrichtung zur Dampferzeugung in Ammoniak-Synthese-Anlagen
US4778005A (en) * 1983-06-13 1988-10-18 Exxon Research And Engineering Company Baffle seal for sheel and tube heat exchangers
US4545976A (en) * 1983-11-10 1985-10-08 Exxon Research & Engineering Co. Hydrocarbon steam reforming using series steam superheaters
US4867959A (en) * 1986-11-20 1989-09-19 Santa Fe Braun, Inc. Process for synthesizing ammonia
DE3641710A1 (de) * 1986-12-06 1988-06-16 Uhde Gmbh Vorrichtung zum waermetausch zwischen einem einen nh(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)-konverter verlassenden kreislaufgas und wasser
US4907643A (en) 1989-03-22 1990-03-13 C F Braun Inc. Combined heat exchanger system such as for ammonia synthesis reactor effluent
DK162891A (da) * 1991-09-23 1993-03-24 Haldor Topsoe As Fremgangsmaade og reaktor til gennemfoerelse af ikke-adiabatiske reaktioner.
DK0864830T3 (da) * 1997-03-14 2002-02-04 Borsig Gmbh Varmeveksler med U-formede rør
EP1136444B1 (en) * 2000-03-22 2012-05-09 Ammonia Casale S.A. Process for hydrocarbon reforming
US7410611B2 (en) * 2001-01-31 2008-08-12 Dennis L. Salbilla In-line method and apparatus to prevent fouling of heat exchangers
KR100754795B1 (ko) 2004-06-18 2007-09-03 삼성전자주식회사 직교주파수분할다중 시스템에서 주파수 공간 블록 부호의부호화/복호화 장치 및 방법
JP2006022995A (ja) * 2004-07-07 2006-01-26 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 合成ガスで発生した飽和蒸気の過熱方法及び装置
US20060228284A1 (en) * 2005-04-11 2006-10-12 Schmidt Craig A Integration of gasification and ammonia production
DE102006034811A1 (de) * 2006-07-27 2008-01-31 Man Dwe Gmbh Verfahren zur Temperaturänderung eines Rohrbündelreaktors

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4213954A (en) * 1977-09-16 1980-07-22 Imperial Chemical Industries Limited Ammonia production process
US5845703A (en) * 1996-03-14 1998-12-08 Nir; Ari Heat recovery system
CN1314203A (zh) * 1999-12-02 2001-09-26 赫多特普索化工设备公司 用于进行非绝热式催化反应的方法和反应器
EP1610081A1 (en) * 2004-06-25 2005-12-28 Haldor Topsoe A/S Heat exchange process and heat exchanger
CN101155757A (zh) * 2005-04-11 2008-04-02 伊斯曼化学公司 气化和氨生产的一体化

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104860266A (zh) * 2014-02-24 2015-08-26 琳德股份公司 用于氨生产的合成气生产方法
CN116057007A (zh) * 2020-09-25 2023-05-02 亚拉国际有限公司 用于加热到蒸汽重整器的天然气进料的方法和系统及其用途
CN116057007B (zh) * 2020-09-25 2024-03-19 亚拉国际有限公司 用于加热到蒸汽重整器的天然气进料的方法和系统及其用途

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009156085A3 (en) 2010-08-26
JP2011525469A (ja) 2011-09-22
JP2014206370A (ja) 2014-10-30
RU2505482C2 (ru) 2014-01-27
HK1160097A1 (zh) 2012-08-10
CA2728858C (en) 2014-12-23
EP2294009B1 (en) 2015-02-25
CA2728858A1 (en) 2009-12-30
US20110104037A1 (en) 2011-05-05
JP5658147B2 (ja) 2015-01-21
JP5757598B2 (ja) 2015-07-29
RU2011102620A (ru) 2012-08-10
WO2009156085A2 (en) 2009-12-30
KR101562527B1 (ko) 2015-10-22
EP2294009A2 (en) 2011-03-16
US8261700B2 (en) 2012-09-11
CN102137817B (zh) 2015-02-18
KR20110037968A (ko) 2011-04-13
AU2009262595A1 (en) 2009-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102137817A (zh) 生产氨的方法
US7628963B2 (en) Small cylindrical reformer
EP0080270A2 (en) Synthesis process and reactor
CN112203973B (zh) Psa缓冲罐内的尾气加热
NZ540999A (en) Pseudo isothermal reactor for ammonia synthesis
AU2011239298A1 (en) System for cooling syngas
US20230031590A1 (en) System for methanol production from a synthesis gas rich in hydrogen and co2/co
WO2021259929A1 (en) Multi-bed catalytic reactor
WO2007053261A2 (en) Steam generation apparatus and method
AU2009262595B2 (en) Process for the production of ammonia and steam superheater
EP3765403B1 (en) Method for revamping and increasing the capacity of a hydrocarbon reforming section
CN115916391A (zh) 多床氨转化器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1160097

Country of ref document: HK

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1160097

Country of ref document: HK