CS258273B1 - Způsob výroby amoniaku - Google Patents
Způsob výroby amoniaku Download PDFInfo
- Publication number
- CS258273B1 CS258273B1 CS8610257A CS1025786A CS258273B1 CS 258273 B1 CS258273 B1 CS 258273B1 CS 8610257 A CS8610257 A CS 8610257A CS 1025786 A CS1025786 A CS 1025786A CS 258273 B1 CS258273 B1 CS 258273B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- hydrogen
- mol
- nitrogen
- content
- oxygen
- Prior art date
Links
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Řešení se týká výroby amoniaku ze syntézní dusíkovodíková směsi, při níž se vodik získává zplyňováním uhlovodíkové suroviny kyslíkem a vodní párou, načež se mísí s čistým dusíkem na syntézní směs, která se vede k syntéze amoniaku spočívající v tom, že uhlovodíková surovina se zplyňuje technickým kyslíkem obsahujícím nejvýše 1,25 % mol., výhodně 0,25 až 0,8 % mol., argonu.
Description
Vynález se týká výroby amoniaku ze syntézní dusíkovodíkové směsi, která se získává smísením technicky čistého vodíku a dusíku, přičemž vodík se získává zplyňováním uhlovodíkové 'suroviny kyslíkoparní směsí.
Kyslík pro zplyňování se obvykle získává rektifikaci zkapalněného vzduchu, přičemž se odděluje dusík a v kyslíku obvykle zůstává okolo 3 % molových argonu, při výrobě vodíku zplyňováním ropných zbytků kyslíkem a vodní parou pak argon zůstává ve vodíku a to v množství 0,41 až 1 % molových, což se v syntézní dusíkovodíkové směsi projeví hodnotami 0,31 až 0,75 % molových.
Argon je inertní plyn, který se spolu s metanem, pocházejícím ze zplyňování uhlovodíkové suroviny při výrobě vodíku, který má rovněž při podmínkách'syntézy charakter inertního plynu, hromadí v cirkulačním plynu syntézy amoniaku, a způsobuje, že část cirkulačního plynu je nutno odpouštět a nahradit čerstvým vodíkem. Množství cirkulačního plynu, které je nutno odpouštět, je přímo úměrné množství inertních plynů přítomných v čerstvé syntézní dusíkovodíkové směsi, která tak přímo ovlivňuje měrnou spotřebu vodíku a dusíku pro výrobu amoniaku.
Pro snížení spotřeby vodíku a dusíku pro výrobu amoniaku se proto odpouštěný cirkulační plyn z výroby amoniaku dodatečně zpracovává, aby se oddělily nahromaděné inertní složky a vodík, případně i dusík se mohly vracet zpět do syntézy. K tomuto účelu je známo několik způsobů, např. kryogenní za využití nízkých teplot, oddělování složek na molekulových sítech nebo polopropustnýoh membránách nebo konečně dodatečná konverze vodíku a dusíku z odpuštěného cirkulačního plynu v samostatné syntéze amoniaku při zhoršených reakčních podmínkách.
Všechny tyto známé způsoby mají nevýhodu v tom, že pro využití části vodíku a dusíku z odpouštěných cirkulačních plynů ze syntézy amoniaku vyžadují vybudování nových zařízeni a další vynakládání energií. Využívají se zejména tehdy, když se z cirkulačního plynu kromě dusíku a vodíku získávají i některé další složky tvořící inertní plyny, které tyto vícenáklady uhradí.
Nyní byl nalezen způsob výroby amoniaku, který nově řeší problematiku kvality cirkulačního plynu syntézy amoniaku. Způsob výroby amoniaku z vodíku a dusíku, při němž se vodík získává zplyňováním uhlovodíkové suroviny kyslíkem a vodní parou, načež se mísí s čistým dusíkem na syntézní·směs, která se vede k syntéze amoniaku a cirkuluje jako cirkulační plyn spočívá podle vynálezu v tom, že uhlovodíková surovina pro výrobu vodíku se zplyňuje technickým kyslíkem obsahujícím nejvýše 1,25 % mol. argonu, výhodně až 0,8 % mol. argonu.
Při obvyklých podmínkách rektifikace zkapalněného vzduchu se zpravidla získává kyslík obsahující 1,5 až 3 % mol. argonu. Podmínky rektifikace určuje hlavně požadavek optimálního energetic kého režimu rektifikace, přičemž se méně přihlíží ke kvalitě kyslíku, která je pro požadované účely dostatečná.
Při způsobu výroby amoniaku podle vynálezu se však zlepšení kvality kyslíku promítne do úspor v následujících technologiích a to ve výrobě vodíku i dusíku a ve výrobě amoniaku a to tak, že se sníži spotřeba kyslíku ke zplyňování uhlovodíkových frakcí pro výrobu vodíku a tím dojde i ke snížení spotřeby energií pro jeho výrobu a kompresi, sníží se spotřeba vodíku a dusíku pro výrobu amoniaku a tudíž i zde dojde ke snížení spotřeby energií pro výrobu vodíku a dusíku a jejich kompresi.
Další přínos se projeví ve snížení množství odpouštěného cirkulačního plynu, který se obvykle používá pro topné účely, což je z hlediska složek které obsahuje, zejména vodíku, nehospodárné. Menší spotřeba vodíku se projeví kladně ve sniženi množství uhlovodíkových frakcí, např. mazutu, pro zplyňování.
Pokud se týká zlepšení kvality kyslíku na obsah argonu nejvýše 1,25 % mol., lze ho na stávajícím zařízení dosáhnout několika způsoby, např. zvýšením poměru zpětného toku v hlavovém produktu rektifikačních kolon, snížením výtěžnosti kyslíku ze vzduchu a zvýšením hydraulického zatížení kolon. Tím se sice poněkud sníží ekonomická efektivnost rektifikace zkapalněného vzduchu, úspory v následných technologických procesech však tyto ztráty značně převýší. Zlepšení kvality kyslíku lze také dosáhnout rekonstrukcí rektifikačních kolon nebo výstavbou nového zařízení. Přitom lze dosáhnout snížení obsahu argonu v kyslíku až na 0,25 % mol.
Tato rekonstrukce nebo výstavba nového zařízení je zdůvodnitelná za předpokladu, že vyrobený kyslík se bude využívat převážně pro kyslíkoparní štěpení uhlovodíkové suroviny a cílem výroby vodíku, určeného pro výrobu amoniaku.
Způsob výroby amoniaku podle vynálezu je dále popsán v příkladu, který porovnává současný stav se způsobem podle vynálezu a demonstruje dosahované účinky.
Příklad
Pro výrobu 1 t amoniaku se pracuje při normálním technologickém režimu s těmito parametry:
Složení kyslíku:
obsah kyslíku: obsah argonu: obsah dusíku:
96,75 % mol. 1,75 » mol. 1,50 % inol.
Kyslíkoparnim zplyňováním mazutu byl za použití tohoto technického kyslíku vyroben vodík o tomto složení:
Složeni vodíku:
směs
| obsah vodíku: | 97,96 % mol. |
| obsah argonu: | 0,47 % mol. |
| obsah metanu: | 0,77 4 mol. |
| obsah dusíku: | 0,80 i mol. |
| Smísením tohoto | vodíku s dusíkem |
| Složení dusíku: | |
| obsah dusíku: | 99 % |
| obsah vodíku: | 1 % |
| Složení získané | syntézní směsi: |
| obsah dusíku: | 24,77 % mo. |
| obsah vodíku: | 74,29 % mol. |
| obsah metanu: | 0,58 % mol. |
| obsah argohu: | 0,36 % mol. |
Při průchodu této směsi syntézní smyčkou a pro výrobu 1 t amoniaku byly zjištěny tyto výsledky:
spotřeba syntézní směsi:
z toho:
spotřeba vodíku: spotřeba dusíku:
729,05 m
062,78 mJ 666,27 m3 množství odpouštěných plynů: 83,12 m
Složení odpouštěných plynů mol. %:
| obsah dusíku: | 18,08 % mol |
| obsah vodíku: | 54,20 % mol |
| obsah metanu: | 14,75 % mol |
| obsah argonu: | 10,65 % mol |
| obsah amoniaku: | 2,32 % mol |
Po úpravě technologického režimu ve výrobě kyslíku, který vedl ke snížení obsahu argonu byl technologický režim ve sledovaných hodnotách následující:
Případ 1 Případ 2 Případ 3
| složení kyslíku (mol. %) | |||
| obsah kyslíku | 97,35 | 97,70 | 98,13 |
| obsah argonu | 1,35 | 1,20 | 1,12 |
| obsah dusíku | 1,30 | 1,10 | 0,75 |
složení vodíku (mol. S)
| obsah vodíku | 98,06 | 98,11 | 98,11 |
| obsah argonu | 0,37 | 0,33 | 0,30 |
| obsah metanu | 0,77 | 0,79 | 0,78 |
| obsah dusíku | 0,80 | 0,80 | 0,80 |
| složení syntézní směsi | (mol. %) | ||
| obsah dusíku | 24,79 | 24,79 | 24,80 |
| obsah vodíku | 74,35 | 74,35 | 74,38 |
| obsah metanu | 0,58 | 0,60 | 0,59 |
| obsah argonu | 0,28 | 0,26 | 0,23 |
Dusík pro vytvoření syntézní směsi měl stejné složení, jako při normálním technologickém režimu.
Při průchodu syntézní směsi syntézní smyčkou a pro výrobu 1 t amoniaku byly zjištěny tyto výsledky:
Případ 1 Případ 2 Případ 3 spotřeba syntézní směsi (m^)
720,12
715,74
715,60 z toho:
| spotřeba vodíku 2 | 055,48 | 2 051,90 | 2 051,79 |
| spotřeba dusíku | 664,64 | 663,84 | 663,81 |
| množství odpouštěných plynů: 73,83 | 69,29 | 69,11 | |
| složení odpouštěných plynů | (mol. %) | ||
| obsah dusíku | 18,08 | 18,08 | 18,08 |
| obsah vodíku | 54,20 | 54,20 | 54,20 |
| obsah metanu | 16,24 | 16,80 | 17,40 |
| obsah argonu | 9,16 | 8,60 | 8,00 |
| obsa amoniaku | 2,32 | 2,32 | 2,32 |
Na celém úseku výroby od uzlu výroby kyslíku až po syntézní smyčku bylo dosaženo těchto úspor (ve srovnání s normální technologií) - při denní výrobě 1 000 t amoniaku.
Případ 1
Případ 2
Případ 3
| úspora el. energie (kWh/den) | 4 538 | 6 636 | 6 959 |
| úspora mazutu (t/den) | 2,5 | 3,82 | 3,86 |
| ztráta na výhřevnosti plynů (GJ/den) | 74,7 | 119,7 | 105,8 |
| ztráta el. energie na kyslíkárně (pro výrobu kvalitnějšího kyslíku) (kWh/den) | 4 459 | 4 976 | 5 317 |
| úspora z nákladů na suroviny o energii pro výrobu amoniaku (%) | 0,23 | 0,36 | 0,38 |
V celkových úsporách je zahrnuta také úspora za vodní páry a chladicí vody. Tato položka není zde uváděna v hmotných jednotkách samostatně.
Podíl úspor z celkových úspor za suroviny a energie jsou vztaženy na celkové náklady na celou výrobní linku od kyslíkárny až po syntézní smyčku.
Případ 2 a případ 3 se málo liší, nebot v syntézní směsi je vedle poklesu obsahu argonu nepatrný přírůstek metanu oproti případu 1.
Claims (1)
- předmEtvynálezuZpůsob výroby amoniaku z vodíku a dusíku, při němž se vodík získává zplyňováním uhlovodíkové suroviny kyslíkem a vodní parou, načež se misí s čistým dusíkem na syntézní směs, která se vede k syntéze a cirkuluje jako cirkulační plyn, vyznačený tím, že uhlovodíková surovina pro výrobu vodíku se zplyňuje technickým kyslíkem obsahujícím nejvýše 1,25 % mol., výhodně 0,25 až 0,8 % mol., argonu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS8610257A CS258273B1 (cs) | 1986-12-30 | 1986-12-30 | Způsob výroby amoniaku |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS8610257A CS258273B1 (cs) | 1986-12-30 | 1986-12-30 | Způsob výroby amoniaku |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS1025786A1 CS1025786A1 (en) | 1987-11-12 |
| CS258273B1 true CS258273B1 (cs) | 1988-08-16 |
Family
ID=5448463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS8610257A CS258273B1 (cs) | 1986-12-30 | 1986-12-30 | Způsob výroby amoniaku |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS258273B1 (cs) |
-
1986
- 1986-12-30 CS CS8610257A patent/CS258273B1/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS1025786A1 (en) | 1987-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1025217C (zh) | 制造甲烷合成气的方法 | |
| CN101508922B (zh) | 一种利用焦炉气制备合成天然气的甲烷化反应工艺 | |
| CN101508924B (zh) | 一种煤矿区煤层气催化脱氧工艺 | |
| US3854896A (en) | Method of converting coal to pipeline quality gas | |
| DE2535105A1 (de) | Verfahren zum herstellen von methanhaltigen gasen mit hohem waermegehalt | |
| CN103160296A (zh) | 一种煤化工热解气化耦合一体化多联产系统及工艺 | |
| CN102660330B (zh) | 一种以煤炭、石油、天然气、盐为原料联产多种化工产品的方法 | |
| EP3231779A1 (en) | Process and plant for manufacturing cement in the oxyfuel mode | |
| PL84983B1 (cs) | ||
| KR0138587B1 (ko) | 새로운 메탄올 합성방법 | |
| CN102180767A (zh) | 煤和天然气联合生产甲醇、氨和醋酸的方法及装置 | |
| Liao et al. | Co-pyrolysis of coal with hydrogen-rich gases. 1. Coal pyrolysis under coke-oven gas and synthesis gas | |
| CS258273B1 (cs) | Způsob výroby amoniaku | |
| CN1114583C (zh) | 利用原煤独立制造甲醇的方法 | |
| CN111902362B (zh) | 由可再生木质纤维素生物质原料生产纯的且高度浓缩的二氧化碳的方法 | |
| CN105132056A (zh) | 褐煤蒸汽加氢气化制天然气工艺及其系统 | |
| CN104830391A (zh) | 一种合成高品质煤制天然气的甲烷化装置及工艺 | |
| US3993583A (en) | Gasification of ash containing carbonaceous solids | |
| CN203159536U (zh) | 一种煤化工热解气化耦合一体化多联产系统 | |
| CA2117327C (en) | A method for combustion of hydrocarbons | |
| El‐Saied | Liquefaction of lignohemicellulosic waste by processing with carbon monoxide and water | |
| EP0089105B1 (en) | Multi stage methanation | |
| US4089659A (en) | Process for producing a lean gas by the gasification of a fuel mainly in lump form | |
| GB2109400A (en) | Thermal conversion systems | |
| US5069891A (en) | Process for independent control of methane and rare gas contents of an ammonia-hydrogen recovery-rare gas plant complex |