ES2227284T3 - Procedimiento multipresion para la preparacion de amoniaco. - Google Patents
Procedimiento multipresion para la preparacion de amoniaco.Info
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Abstract
Procedimiento para producir amoníaco a partir de gas de síntesis reciente que, además de los reaccionantes hidrógeno y nitrógeno, contiene componentes inertes, en al menos dos sistemas de reacción, en donde la síntesis del amoníaco a partir de gas de síntesis se realiza sucesivamente en diferentes sistemas de síntesis, en donde en todos los sistemas de síntesis se genera amoníaco en cada caso a partir de una parte del gas de síntesis, y de él se extrae una parte por centrifugación, y cada sistema de síntesis siguiente presenta una presión mayor que el sistema de síntesis precedente en cada caso.
Description
Procedimiento multipresión para la preparación de
amoníaco.
La invención se refiere a un procedimiento para
preparar amoníaco NH_{3} bajo presión a partir de gas de síntesis
que, según la reacción (1)
(1)3H_{2} +
N_{2} \rightarrow 2
NH_{3}
contiene los reaccionantes
hidrógeno H_{2} y nitrógeno N_{2}, así como, habitualmente,
componentes inertes frente a la reacción (1), tal como metano, y
gases nobles que merman la reacción (1) en cuanto a su grado de
reacción, que a continuación se denominarán "gases inertes".
Los procedimientos de este tipo se realizan habitualmente de modo
que primero se condensa el gas de síntesis reciente en varias etapas
bajo alta presión y después se alimenta el gas de síntesis
condensado y reciente a un circuito que se hace pasar por uno o
varios reactores llenos de catalizador, en los que se genera
amoníaco. En el circuito se ha previsto un sistema de separación con
el que el amoníaco generado se extrae del circuito en forma
líquida.
Para evitar un enriquecimiento de los gases
inertes solubles en el circuito sólo en baja concentración en el
amoníaco extraído, se centrifuga de modo consistente una parte del
gas conducido en circuito en forma de gas de lavado. De este gas de
lavado extraído por centrifugación se extraen por lavado restos de
amoníaco y la parte de hidrógeno, eventualmente también la parte de
nitrógeno, por ejemplo mediante técnica de membrana o descomposición
a baja temperatura, y se recuperan. Los gases inertes remanentes,
por ejemplo metano, argón, helio y, eventualmente, el nitrógeno
remanente, se desechan o se utilizan de otro modo para fines de
calefacción. El gas recuperado se mezcla con el gas de síntesis
reciente antes de la condensación y así se desecha. No es
energéticamente ventajoso extraer por centrifugación grandes
cantidades de gas de lavado del circuito, pues así hay grandes
cantidades de gas que quedan sometidas durante la separación a una
pérdida de presión y después hay que volver a condensarlas con un
gran coste.
Por esta razón se asume un enriquecimiento de los
componentes de gas inerte desde originalmente 1 hasta 2% en volumen
en el gas de síntesis reciente hasta 10 a 20% en volumen dentro del
gas del circuito, aunque a estas altas concentraciones de gas inerte
está ligado necesariamente el inconveniente de que las presiones
parciales en los gases que intervienen en la reacción, que son los
únicos determinantes para la situación del equilibrio reactivo como
fuerza activadora de la reacción, son considerablemente más bajas
que en un circuito de síntesis sin gases inertes. Por esta razón los
volúmenes de catalizador y los reactores que los contienen también
se deben dimensionar de modo considerablemente mayor que lo que
sería necesario sin gases inertes en el circuito de síntesis.
El enriquecimiento de los gases inertes en el
circuito con respecto a su contenido original en el gas reciente,
que se asume a pesar de los inconvenientes descritos, muestra la
contradicción técnica que se produce por el hecho de que con menor
cantidad de gas de lavado, y por lo tanto mayor contenido en gas
inerte, se reducen los costes de explotación, en especial los costes
de condensación, pero aumentan los costes de inversión por el mayor
volumen necesario de catalizador, alternativamente con las calidades
necesarias de catalizador más caras, por ejemplo a base de rutenio.
Esta contradicción técnica no se puede solucionar según el estado
tradicional de la técnica. Por eso, el experto se ve abocado a
llegar a un compromiso y encontrar un óptimo de costes mediante un
complejo cálculo de costes de explotación y de costes de
inversión.
Durante la síntesis, en el reactor se produce el
gas producto a partir del gas de síntesis. Esencialmente, dicho gas
está formado por la parte que no ha reaccionado del gas empleado, el
amoníaco formado y el gas inerte. A la salida del reactor el
amoníaco producido está presente en forma de gas. Para separar el
amoníaco del gas producto hay que condensarlo, con objeto de que se
pueda extraer del circuito en forma líquida. Ya que el punto de
condensación del amoníaco depende de su presión parcial y de la
temperatura, para la condensación del producto son ventajosos, por
un lado, una elevada presión de síntesis y una alta concentración de
amoníaco así como, por otro, una baja temperatura. Una concentración
alta de amoníaco se puede lograr por medio de grandes volúmenes de
catalizador y bajas concentraciones de gas inerte, una presión alta
de síntesis supone el correspondiente coste de energía para la
condensación del gas de síntesis y una baja temperatura de
refrigeración presupone los correspondientes dispositivos de
refrigeración para el gas del circuito.
Para poder refrigerar el amoníaco generado dentro
del circuito mediante sistemas de desplazamiento de calor, agua o
refrigeración por aire y/o los circuitos suplementarios de
refrigeración de modo que se pueda condensar y, por lo tanto,
extraer en forma líquida, habitualmente se escoge una presión de
trabajo para la síntesis entre 150 y 280 bar. Esta presión
relativamente alta ofrece la ventaja de que una gran parte del
amoníaco se condensa ya a temperaturas relativamente altas, como las
que se pueden alcanzar por medio de la refrigeración por agua (por
ejemplo refrigeración a 30-40ºC). Por ejemplo, para
una concentración de producto de 20% en moles, con una presión de
síntesis de 200 bar el punto de condensación se encuentra
aproximadamente en 57ºC. Mediante una refrigeración por agua hasta,
por ejemplo, 35ºC se puede reducir el contenido en amoníaco en el
gas hasta 11,2% en moles y, con ello, obtener ya el 59% de la
cantidad de producto extraíble por condensación. Ya que el gas del
circuito que retorna al reactor debería presentar la menor
concentración posible de amoníaco, en este ejemplo 3,8% en moles,
por lo regular se conecta un circuito de baja refrigeración
adicional a continuación de la refrigeración de agua para poder
extraer más producto por condensación a temperaturas aún más bajas
(por ejemplo refrigeración a - 10ºC hasta 0ºC). Este circuito de
baja refrigeración necesita energía para recondensar el agente
refrigerante evaporado. Con las altas presiones de síntesis antes
mencionadas es escasa la proporción de producto que se debe
condensar mediante baja refrigeración, y por lo tanto se requiere
menos energía para el condensador de agente refrigerante.
Por ello se comprende porqué el experto tiende a
mantener la presión de trabajo de síntesis, como se dijo antes, por
lo regular en el intervalo entre 150 y 280 bar, conociéndose también
excepciones en las que la presión de síntesis se redujo hasta 60
bar. Ejemplos de ello se describen en los documentos EP 000 993, EP
093 502 y EP 179 392. Ya que al reducir la presión de síntesis
aumenta más que proporcionalmente el volumen de los catalizadores
magnéticos tradicionales, y con ello también los requisitos
constructivos para los reactores, los procedimientos mencionados se
basan en la utilización de catalizadores de alta actividad. Del
catalizador magnético dotado de cobalto se necesitan en este caso
todavía cantidades considerables, y el catalizador de rutenio es
correspondientemente costoso por su contenido en metales nobles.
Cuanto más baja sea la presión de síntesis, tanto
más se reducirá la proporción de calor que se puede expulsar
mediante la refrigeración por agua o aire, y la proporción de calor
que se debe eliminar mediante la baja refrigeración aumenta de
manera correspondiente. De ello resulta otra contradicción técnica
si, como es usual, se parte de que la baja refrigeración requiere un
circuito de frío con una unidad condensadora. Mientras que el coste
de la condensación para el circuito de síntesis se reduce al
descender la presión de síntesis, aumenta el coste de condensación
para el circuito de frío porque se necesita más frío para la
separación del amoníaco generado en el circuito de síntesis. En los
procedimientos de baja presión, el componente de condensación antes
de la baja refrigeración aumenta por el hecho de que se ajusta un
contenido muy bajo de gas inerte sobre un caudal alto de gas de
lavado. La problemática con el enriquecimiento de gas inerte aparece
como en la síntesis bajo alta presión: un contenido bajo de gas
inerte aumenta la concentración de producto y, con ello, el punto de
condensación. También en este caso el experto debe llegar a un
compromiso y encontrar un óptimo de costes mediante un costoso
cálculo de costes de explotación y costes de inversión.
Desde hace muchos años la producción técnica a
gran escala de amoníaco se realiza en grandes instalaciones de una
sola cadena. La estructura en una cadena resulta de los elevados
costes de un sistema realizado en circuito bajo alta presión, así
como por los elevados costes para el proceso de condensación,
sujetos ambos a una alta degresividad al aumentar el caudal. Por
ello, existe un prejuicio técnico desde hace muchos años, en el
sentido de que una producción de amoníaco rentable sólo se puede
realizar en una instalación de una sola cadena.
Sólo en raras ocasiones se ha realizado el
intento de añadir otra cadena a una instalación de una sola cadena
de este tipo, como describe, por ejemplo, el documento DD 225 029.
En este documento se describen dos síntesis de alta presión
dispuestas sucesivamente al mismo nivel de presión, de las que la
primera es un sistema de gas reciente y la segunda es un sistema de
circuito convencional, y se pretende reducir la producción de
amoníaco generada en el sistema de circuito en la cantidad que se
pueda generar en el sistema previo de gas reciente, y reducir
correspondientemente las cantidades del circuito. Sin embargo, el
sistema no se pudo imponer en el mercado durante 20 años, con lo que
pareció confirmarse el prejuicio técnico de que sólo las
instalaciones de una cadena pueden ser rentables. Por lo demás, las
contradicciones técnicas antes descritas también se aplican por
igual al sistema de reacción descrito en el documento DD 225
029.
Por ello, la misión de la invención es superar
los inconvenientes antes mencionados y disponer un procedimiento
rentable para la producción de amoníaco.
La invención soluciona la misión realizando la
síntesis del amoníaco a partir de gas de síntesis sucesivamente en
diversos sistemas de síntesis, generando en todos los sistemas de
síntesis amoníaco, en cada caso a partir de una parte del gas de
síntesis, y extrayendo por centrifugación una parte, en donde cada
sistema de síntesis sucesivo presenta una presión superior a la del
sistema de síntesis precedente en cada caso. Por sistema de síntesis
se entiende en este caso un sistema de reacción que contiene un
reactor y un dispositivo para la separación del amoníaco producido.
Por mayor presión se entiende en este caso una diferencia de presión
que supera las pérdidas de presión dentro del sistema de
síntesis.
En otra configuración de la invención el primer
sistema de síntesis se realiza como sistema de gas reciente.
En otra configuración de la invención, con
excepción del último sistema de síntesis, todos los sistemas de
síntesis se realizan como sistemas de gas reciente.
En otra configuración de la invención el último
sistema de síntesis se realiza como sistema de circuito.
En otra configuración de la invención cada
sistema de síntesis se separa, al menos por una etapa de
condensación, del sistema de síntesis inmediato siguiente.
En otra configuración de la invención se alimenta
un caudal de gas de lavado, extraído por centrifugación de un
sistema de síntesis con mayor presión, tras la separación y la
extracción por centrifugación de componentes de gas inerte, amoníaco
y otros posibles componentes gaseosos, como caudal de aplicación en
un sistema de síntesis con una presión menor.
En otra configuración de la invención, este
caudal de gas de lavado se aumenta de modo que el enriquecimiento
con gases inertes en el sistema con la mayor presión no sea superior
a 10% en moles.
En otra configuración de la invención, en al
menos un reactor de gas reciente se utiliza material catalizador que
contiene magnetita con promotores para sistemas de síntesis de baja
presión.
En otra configuración de la invención, en al
menos un reactor de gas reciente se utiliza material catalizador que
contiene metal noble, por ejemplo rutenio, y que tiene alta
actividad.
A continuación se explica la invención con
detalle a título de ejemplo con ayuda de 3 esquemas de
procedimiento. Muestran lo siguiente:
Fig. 1: un ejemplo de ejecución según la
invención con un sistema de síntesis accionado con menor presión y
un sistema de síntesis accionado con mayor presión
Fig. 2: una inclusión ventajosa del gas de
aplicación extraído del sistema de síntesis accionado con menor
presión en el sistema de síntesis accionado con mayor presión para
una nueva instalación o una ampliación de una instalación
antigua
Fig. 3: una inclusión alternativa del gas de
aplicación extraído del sistema de síntesis accionado con menor
presión en el sistema de síntesis accionado con mayor presión para
una instalación nueva o una ampliación de una instalación
antigua
Fig. 4: un esquema básico de una disposición con
varios sistemas de síntesis de gas reciente y un sistema de síntesis
de circuito.
Para una mejor comprensión del núcleo de la
invención se renuncia a representar el sistema de combinación
térmica y a la representación de la combinación mecánica de las
distintas etapas de condensación, así como a su número.
La Fig. 1 representa que el gas de síntesis
reciente 1 se condensa en una condensación previa 2 a una presión de
aproximadamente 60 a 130 bar, preferentemente 90 a 115 bar, siempre
que el gas de síntesis reciente no se obtenga ya bajo esta presión
de la instalación de generación de gas de síntesis conectado
habitualmente delante. A este gas de síntesis 3 previamente
condensado se añade por mezcla el gas de retorno 4. El gas de
síntesis 5 que resulta se emplea primero en el primer sistema de
síntesis 6 accionado con menor presión. Allí pasa sucesivamente por
el reactor de gas reciente 7 para la síntesis de amoníaco, que
también puede estar formado por varios reactores individuales, el
tramo de refrigeración y condensación 8 para la extracción por
condensación del amoníaco formado a temperatura reducida y por el
separador de amoníaco 9 para la separación del amoníaco extraído por
condensación de la fase gaseosa como amoníaco líquido 10. Debido a
las condiciones de reacción, la síntesis del amoníaco, como es
sabido, sólo se produce de forma incompleta en el reactor de gas
reciente 7, por lo tanto, en el reactor de gas reciente 7 sólo se
consume una parte del gas de síntesis reciente 1. El gas de síntesis
11 restante que abandona el separador de amoníaco 9 se condensa en
la condensación posterior 12 a la presión necesaria para su
alimentación al segundo sistema de síntesis 13, que funciona a mayor
presión, por ejemplo a 150 hasta 280 bar.
En el siguiente sistema de síntesis 13 se produce
una síntesis del amoníaco en un sistema de circuito según el estado
tradicional de la técnica, en donde se extrae el amoníaco producido
en forma de amoníaco líquido 14. Para limitar el enriquecimiento de
componentes de gas inerte se extrae continuamente un caudal de
lavado 15. De este caudal de lavado 15, en una unidad de preparación
16 primero se extrae amoníaco por lavado y se extrae por
centrifugación en forma de amoníaco líquido 17, y después se separan
los componentes del gas inertes, y eventualmente también nitrógeno,
del hidrógeno valioso. El hidrógeno, así recuperado, se devuelve al
proceso en forma de gas de reciclaje 4; en lugar de la adición por
mezcla mostrada en la Fig. 1, tras la condensación previa 3 también
puede resultar conveniente un retorno 19 antes de la condensación
previa 3 (representada con líneas a trazos), según la presión a la
que se encuentre el caudal de reciclaje que sale de la unidad de
preparación 16. Naturalmente, también pueden funcionar en paralelo
ambos tipos de adición por mezcla, por ejemplo en una separación de
gas de varias etapas dentro de la unidad de preparación 16. Según la
configuración de la unidad de preparación 16, además del hidrógeno
también se puede recuperar nitrógeno. El retorno tiene la ventaja de
que hay que generar menos gas de síntesis reciente 1, lo que
constituye una ventaja, en especial ante el coste energético y de
aparatos para la generación de hidrógeno.
Los gases restantes separados en la unidad de
preparación 16, esencialmente metano y gases nobles, eventualmente
también nitrógeno, se extraen por centrifugación del proceso como
caudal de extracción por centrifugación 18 y se pueden seguir
utilizando tanto de forma energética como exergética.
La contradicción técnica entre la asunción del
enriquecimiento de gas inerte en el circuito del sistema de síntesis
de alta presión, por un lado, y el mayor coste para la
recondensación, por otro, no existe ya en este caso cuando el gas de
reciclaje 4 recuperado del gas de lavado en la unidad de preparación
16 se puede devolver por completo al sistema de síntesis con menor
presión sin que sea necesaria la recondensación, lo cual es una
ventaja de la invención. Por ello, es posible sin problemas reducir
de modo considerablemente más rentable el enriquecimiento de gases
inertes en el sistema de circuito.
Si se compara una síntesis de amoníaco
tradicional realizada a alta presión con un sistema de síntesis de
alta presión con la misma capacidad de la presente invención,
resulta que el sistema de síntesis de alta presión de la presente
invención puede trabajar de modo claramente más eficiente con la
misma presión de síntesis, ya que el menor contenido en gases
inertes reduce claramente el volumen necesario de catalizador, la
presión parcial del amoníaco aumenta en la salida del reactor y, por
consiguiente, también desplaza el punto de condensación del
amoníaco, con lo que también se reducen las necesidades de agente
refrigerante al extraer por condensación el amoníaco producido y,
debido a la cantidad en conjunto menor de gas en el circuito,
también se produce un menor coste en el trasporte por el circuito,
todo lo cual constituye ventajas de la invención.
En comparación con las síntesis de amoníaco
tradicionales, realizadas a baja presión, el sistema de síntesis de
baja presión de la síntesis de amoníaco según la invención presenta
la ventaja de que existen condiciones de reacción termodinámicamente
más favorables, ya que también aquí el contenido en gases inertes es
muy escaso debido al procedimiento de gas reciente; incluso en el
caso de que haya varios sistemas de gas reciente dispuestos
sucesivamente, el contenido en gases inertes sólo aumenta lentamente
de sistema en sistema. Por eso, también en estas partes de la
instalación se necesitan volúmenes de catalizador inferiores a lo
habitual o, alternativamente, una menor relación entre catalizadores
de alta actividad y estándares, lo que constituye una ventaja de la
invención. Por ejemplo, se pueden utilizar de forma rentable
catalizadores de magnetita mejorados con promotores para baja
presión, así como catalizadores de metales nobles, por ejemplo con
base de rutenio, en cantidades menores. También forman parte de ello
nitruros del sexto y octavo grupos secundarios del Sistema Periódico
de los elementos.
Otra ventaja de la invención consiste en que
debido al fraccionamiento de la producción en varios sistemas de
síntesis se pueden conseguir capacidades de la instalación muy
grandes con tamaños tradicionales de los aparatos, sin tener que
asumir los inconvenientes que se producen con el cambio, necesario
en caso contrario, de conceptos de una sola cadena a otros de varias
cadenas. Por lo regular, los componentes críticos del tamaño
constructivo de una síntesis tradicional de amoníaco a alta presión
son el condensador de gas de síntesis y los aparatos calientes del
circuito de síntesis de alta presión. Todos ellos se descargan
tendencialmente en la presente invención, ya que la segunda parte
del condensador de gas de síntesis sólo tiene que condensar ya una
parte del gas de síntesis total bajo alta presión, en concreto sólo
la parte que reaccionó ya en el sistema de baja presión
convirtiéndose en producto y se extrajo por condensación. Además, el
menor nivel de gases inertes en el circuito de síntesis de alta
presión hace que el circuito de síntesis de alta presión, con igual
producción, se pueda construir en conjunto más pequeño que en una
instalación con un solo sistema de reacción. En lugar de construir a
menor tamaño desde el principio, estas propiedades favorables
también se pueden utilizar para ampliar proporcionalmente la
capacidad de instalaciones existentes.
La Fig. 2 representa una posibilidad de incluir
el resto de gas de síntesis 11 tras su condensación posterior 12 en
el siguiente sistema de síntesis 13 (representado con líneas a
trazos), preferentemente cuando se trata de una instalación nueva.
En este caso, el gas de síntesis recondensado en el condensador 12
se conduce al circuito en un punto detrás de la separación de
amoníaco 24, pero delante del reactor de amoníaco 22, por lo regular
directamente delante de la condensación 23 del circuito, pero
también es posible disponer el aporte de gas de síntesis 20 detrás
de la condensación 21 de circuito, a diferencia de la representación
en la Fig. 2. En la condensación 21 de circuito se compensan las
pérdidas de presión de las distintas fases del proceso dentro del
sistema de circuito. Detrás del condensador de circuito están
dispuestos el reactor de amoníaco 22, que habitualmente consta de
varios tramos con refrigeración intermedia, el tramo de
refrigeración y condensación 23 para el amoníaco formado y la
separación de amoníaco 24, en la que se obtiene el amoníaco líquido
14. La extracción por centrifugación de gas de lavado 25 se realiza
en el lugar de máxima concentración de componentes de gas inerte a
baja temperatura, lo que facilita la subsiguiente separación de los
restantes componentes de amoníaco en la unidad de preparación 16
(véase la Fig. 1). El restante gas del circuito 26 se conduce al
aporte de gas de síntesis 20, con lo que se cierra el circuito.
La Fig. 3 representa otra posibilidad de incluir
el resto de gas de síntesis 11, tras su recondensación 12, en el
segundo sistema de síntesis 13 (representado con líneas a trazos),
tanto en una nueva concepción como también en una instalación
existente que funcione con alta presión. En este caso el gas de
síntesis recondensado en el condensador 12 se conduce entre el
sistema de reacción de alta presión y el separador de producto. Por
lo regular, en instalaciones existentes el aporte de gas de síntesis
20 se dispone en el tramo de refrigeración y condensación 23a o 23b,
o detrás de éste, pero delante de la separación de amoníaco 24. En
el condensador de circuito 21 siguiente se compensan las pérdidas de
presión de las distintas etapas del proceso dentro del sistema de
circuito. Detrás del condensador del circuito está dispuesto el
reactor de amoníaco 22, que habitualmente consta de varios tramos
con refrigeración intermedia. La extracción de gas de lavado por
centrifugación 25 se vuelve a realizar en el lugar de máxima
concentración de gases inertes. El resto de gas de circuito 26 se
conduce al aporte de gas de síntesis 20, con lo que se cierra el
circuito.
La Fig. 4 muestra una disposición en la que
varios sistemas de síntesis 27, representados dentro de una casilla
rayada identificada con "n", en donde "n" representa un
número cualquiera a partir de 1, son solicitados sucesivamente con
gas de síntesis y sólo el último sistema de síntesis 13 está
configurado como sistema de síntesis del circuito. Todos los
sistemas de síntesis 27 incorporados generan amoníaco 28. Presentan
una etapa de condensación 29 posterior y, opcionalmente, se les
puede añadir por mezcla caudales de retorno 30 al gas de síntesis
empleado.
La invención se explica a continuación con
detalle con ayuda de 2 ejemplos de cálculo. El primer ejemplo de
cálculo muestra una instalación según la invención para la
producción de amoníaco, como se utiliza en el caso de una nueva
concepción. El segundo ejemplo de cálculo muestra una instalación
según la invención para la producción de amoníaco, como se
dimensiona para el caso de ampliación de una instalación antigua
existente. Ya que las posibilidades correspondientes de optimación
del proceso dependen de múltiples modos de las condiciones
ambientales de cada instalación, por ejemplo clima, suministro de
materias primas, infraestructura y similares, el experto puede
diferir de las condiciones de caudal indicadas como ejemplo, sin
abandonar la idea de la invención.
Las cifras utilizadas en las dos tablas se
refieren a las cifras de referencia de las figuras, en especial la
Fig. 1; las cuantías de caudal se indican en t/h, las
concentraciones de los gases en % en moles. La capacidad de
producción resulta en cada caso de la suma de los caudales 10, 14 y
17.
Ejemplo de cálculo
1
Balance de producción:
Ejemplo de cálculo
2
Balance de producción:
Sin embargo, los ejemplos de cálculo no se deben
entender de modo que la mayor parte de la producción de amoníaco
deba tener lugar en el último sistema de reacción. Según el número
de sistemas de síntesis que se dispongan sucesivamente, también es
posible generar en el último sistema de síntesis sólo una parte
relativamente pequeña de la producción total.
| 1 | gas de síntesis reciente |
| 2 | condensación previa |
| 3 | gas de síntesis precondensado |
| 4 | gas de retorno |
| 5 | gas de síntesis |
| 6 | primer sistema de síntesis |
| 7 | reactor de gas reciente |
| 8 | tramo de refrigeración y condensación |
| 9 | separador de amoníaco |
| 10 | amoníaco líquido |
| 11 | resto de gas de síntesis |
| 12 | condensación posterior |
| 13 | sistema de síntesis siguiente |
| 14 | amoníaco líquido |
| 15 | caudal de lavado |
| 16 | unidad de preparación |
| 17 | amoníaco líquido |
| 18 | extracción por centrifugación de gas inerte |
| 19 | retorno |
| 20 | aportación de gas de síntesis |
| 21 | condensación de circuito |
| 22 | reactor de amoníaco |
| 23 | tramo de refrigeración y condensación |
| 23 a,b | tramo de refrigeración y condensación (representación partida) |
| 24 | separación de amoníaco |
| 25 | extracción por centrifugación de gas de lavado |
| 26 | gas de circuito |
| 27 | sistemas de síntesis |
| 28 | amoníaco líquido |
| 29 | etapas de condensación |
| 30 | caudales de retorno |
Claims (10)
1. Procedimiento para producir amoníaco a partir
de gas de síntesis reciente que, además de los reaccionantes
hidrógeno y nitrógeno, contiene componentes inertes, en al menos dos
sistemas de reacción, en donde la síntesis del amoníaco a partir de
gas de síntesis se realiza sucesivamente en diferentes sistemas de
síntesis, en donde en todos los sistemas de síntesis se genera
amoníaco en cada caso a partir de una parte del gas de síntesis, y
de él se extrae una parte por centrifugación, y cada sistema de
síntesis siguiente presenta una presión mayor que el sistema de
síntesis precedente en cada caso.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el primer sistema de síntesis se ejecuta
como sistema de gas reciente.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque, con excepción
del último sistema de síntesis, todos los sistemas de síntesis están
realizados como sistemas de gas reciente.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el último
sistema de síntesis está realizado como sistema de circuito.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque cada sistema de
síntesis está separado al menos por una etapa de condensación del
sistema de síntesis inmediato siguiente.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque un caudal de gas
de lavado que se extrae por centrifugación de un sistema de síntesis
con una presión mayor, tras la separación y extracción por
centrifugación de componentes de gas inerte, amoníaco y otros
posibles componentes gaseosos, se alimenta como caudal de aplicación
en un sistema de síntesis con una presión menor.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque este caudal de gas de lavado se
dimensiona de modo que el enriquecimiento con gases inertes en el
sistema con la mayor presión no supera 10% en moles.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en al menos un
reactor de gas reciente se emplea material catalizador que contiene
magnetita con promotores para sistemas de baja presión.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque al menos en un
reactor de gas reciente se emplea material catalizador que contiene
metal noble y que tiene alta actividad.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en al menos un
reactor de gas reciente se emplea material catalizador que contiene
nitruros del sexto y octavo grupos secundarios del Sistema Periódico
de los elementos.
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