FI83071C - Foerfarande foer framstaellning av ammoniak. - Google Patents

Description

1 83071

Ammoniakin valmistusmenetelmä

Keksintö kohdistuu ammoniakin valmistusmenetelmään, jossa kuumaa kaasua sisältävät konvertterin osat jäähdytetään kylmenemällä kaasulla.

On tunnettua jäähdyttää kylmenemällä kaasulla poistoputket, joiden kautta kuuma kaasu poistuu konvertterista, jolloin tunnetuissa menetelmissä käytetään jäähdyttämiseen kylmempää prosessikaasua, so. kaasua, jonka ammoniakkipitoisuus on jo suhteellisen suuri. Tällä saavutetaan jo tosin tietty rakenneosien kuormituksen pieneneminen, joskin edelleen täytyy käyttää erikoisteräksiä. Esimerkiksi EP-hakemuksesta 83 307 204 käy ilmi sellaisen jäähdytyksen mahdollisuus, jossa kaikki lämmönvaihtimeata lähtevä kylmempi prosessikaasu syötetään ammoniakkikonvertteriin. Tämä ratkaisu johtaa mm. siihen, että lämmönvaihtimeesa tapahtuvan lämmönvaihdon jälkeen jäähdyttämiseen johdetulla kylmemmällä prosessikaasulla on suhteellisen korkea lämpötila, mikä pakosta johtaa vastaavien terästen käyttöön kyseisissä rakenneosissa.

Keksinnön tehtävänä on saada aikaan ratkaisu, jossa voidaan käyttää erityisen ohutseinäisiä rakenneosia ja/tai halvempia raaka-aineita konvertterissa ja erityisesti poistoputkiyh-teissä.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaisesti edellä kuvatussa menetelmässä siten, että prosessikaasu johdetaan toistuvasti kiertoon ammoniakkikonvertterin kautta, ammoniakki erotetaan jäähdytysvaiheen päätyttyä ja tuoretta kaasua syötetään jäähdytyskaasuksi kuumien prosessikaasujen alueelle kos-ketusvapaasti viimeksi mainittuun.

2 83071

Keksinnön mukaisella menetelmällä tuodaan kuumien prosessi- kaasujen alueelle jäähdytysaineeksi suhteellisen kylmää tuo- o retta kaasua, jonka lämpötila voi olla noin 30 C. Tällöin o luovutuslämpötila, joka on tavallisesti noin 400 C, on noin

O

150 C alempi edellä esitettyinä seurauksineen, nimittäin että rakenneosat voidaan tehdä ohutseinäisemmiksi ja erityisesti, että voidaan myös käyttää halvempia valmistusaineita. Koska tuoreessa kaasussa ei ole käytännöllisesti katsoen NHg:a, ei tarvitse pelätä NHg:n aiheuttamaa nitrausta, mikä myös johtaa siihen, että voidaan käyttää halvempia valmistusaineita.

Keksinnön suoritusmuodossa kylmä kaasu syötetään höyrynkehit-timen ja ammoniakkikonvertterin väliselle siirtymäalueelle ja johdetaan konvertterin jäähdytyskaasuksi kaksoisseinämällä varustetun välineen kautta ja konvertterin läpi ja mahdollisesti muiden laitteiston osien jäähdytyskaasuksi.

Mainittakoon tässä toistamiseen, että kun kyseessä on "jääh-dytyskaasu", se on aina käytännöllisesti katsoen ammoniakiton-ta tuoretta kaasua, jolloin siihen liittyvät edut hyödyttävät myös muita menetelmävaiheita.

Keksinnön erityisessä suoritusmuodossa jäähdytyskaasua syöte- o tään siten, ettei se kuumene enempää kuin noin 70 C, edulli-o ti 20-40 C.

Keksinnön suurena etuna on myös se, että menetelmä voidaan toteuttaa vähintään kahdella erillisellä ammoniakkikonvertte-rilla. Tällaisessa suoritusmuodossa syötetään jäähdytyskaasu höyrynkehittimen esikammiosta jäähdyttävänä vaippakaasuna ensimmäisen konvertterin kautta toiseen konvertteriin jäähdyttäväksi vaippakaasuksi ja sieltä mahdollisesti edelleen syn-teeaikiertoon.

3 83071

Syötetyn tuoreen/jäähdytyskaasun keksinnön mukaiset parametrit muodostuvat siitä, että sen NHo-pitoisuus on pienempi a o kuin 0,2 tilavuus-*, syöttölämpötila alueella 20-150 C ja een määrä 10-40 X kierrossa olevan kaasun määrästä.

Alussa määritelty tehtävä ratkaistaan laitteistolla, jossa on vähintään yksi konvertteri ja yksi lämmönvaihdin, siten että siihen on sovitettu lisäksi toinen konvertteri oleellisen rinnakkain ensimmäisen konvertterin kanssa sekä konvertterien välissä olevalle jalusta-alueelle höyrynkehitin lämmönvaihti-meksi, jolloin lämmönvaihtimen esikammioon on järjestetty tuoreen kaasun syöttö jäähdytyskaasun syötöksi ja kaksoisput-kiyhde on järjestetty ensimmäiseen konvertteriin ensimmäisestä konvertterista tulevan kuuman kaasuputken ympäröiväksi huuhtelemiseksi.

Jo mainitusta tekniikan tasosta, EP-hakemuksesta 83 307 204, on periaatteellisesti tunnettua kylmemmän kaasun syöttö jäähdyttävänä vaippakaasuna lämmönvaihtimen esikammiosta. Mutta keksintö eroaa siitä kahden konvertterin sijoittamisen lisäksi siten, että tuoretta kaasua syötetään jäähdytysaineena suljettuun prosessiin. Tällä on edellä kuvattujen etujen lisäksi se erityisen etu, ettei tarvitse kierrättää koko kaasu-niäärää jäähdytysaineena kuten tekniikan tasossa on ehdottoman välttämätöntä. Tässä tarvitsee syöttää vain murto-osa kaasusta jäähdytysaineeksi, koska vain kierrossa olevan kaasun se . . osa korvataan tuoreella kaasulla, joka vastaa oleellisesti prosessista otettua kondensaattia.

Keksinnön suoritusmuodossa sekä ensimmäinen että toinen konvertteri on varustettu sisään tuodun jäähdytyskaasun johtamiseksi ulkokaksoisseinällä, johon on muodostettu kehävälys, jolloin ainakin toinen konvertteri on varustettu kaksoisput-kiyhteellä sekä prosessikaasun että jäähdytyskaasun poisjoh-tamiseksi.

4 83071

Voi olla tarkoituksenmukaista, kuten tässä keksinnössä, että ensimmäisen konvertterin kaksoieputkiyhde ja/tai toisen konvertterin kaksoisputkiyhde on järjestetty epäkeskisesti kyseisen konvertterin pohjalle.

Lisäksi keksinnön mukainen toimenpide, joka takaa kompaktin rakenteen, on, että toisen konvertterin kaksoisputkiyhde johtaa esikammioon lisälämmönvaihtimessa tai lisähöyrynkehitti-messä.

Jos viimeksi mainittu toimenpide on suoritettu, niin toinen erityisen tarkoituksenmukainen suoritusmuoto voi olla toisen lämmönvaihtimen sovittaminen yhteiseen vaippaan ensimmäisen lämmönvaihtimen kanssa ja niiden järjestäminen U-muotoiseen järjestykseen ammoniakkikonvertterien kanssa.

Keksintöä selitetään seuraavassa esimerkinomaisesti piirroksen avulla, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen laitteiston yleiskuvaa, sekä kuvio 2 suurennettua leikkausta kuvion 1 linjaa I I — 11 pitkin.

Kuviossa 1 yksinkertaistaen esitetty laitteisto on merkitty yleisesti l:llä. Se muodostuu ensimmäisestä konvertterista 2, toisesta konvertterista 3, jotka ovat pystyasennossa, sekä niiden välissä vaakasuorassa sijaitsevasta höyrynkehittimestä 4.

Höyrynkehittimen 4 yläpuolelle voi olla järjestetty rumpu, jota ei ole kuitenkaan kuvioissa esitetty.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisen järjestelyn 1 erityiseen suoritusmuotoon voidaan höyrynkehittimen 4 lisäksi sovittaa toinen höyrynkehitin tai lämmönvaihdin 5, joka on järjestetty siihen erillisenä rakenneosana yhdensuuntaisesti ensimmäisen höyrynkehittimen 4 kanssa.

5 83071

Eeillä olevalle keksinnölle on oleellista tuoreen kaasun syöttö jäähdytyskaasuna järjestelmään. Tämä on esitetty kuviossa 1 yksinomaan viitteellisesti; vastaava yhde on merkitty siinä 6:11a. Lähemmät yksityiskohdat selviävät kuviosta 2.

Tarkasteltaessa toista konverttereista 2, vastaavasti 3, huomattakoon ennen muuta, että oleelliset seinäelementit on toteutettu kaksiseinäisellä rakenteella ulomman 7:llä merkityn kaksoisseinän välissä sijaitsevine kehävälyksineen ollessa konvertterissa 2, vast. 7' ja 8' konvertterissa 3. Kuuma pro-seseikaasu poistuu konvertterista 2 pitkin keskijohtoa 9, joka johtaa sivusuunnassa 10:11ä merkitystä konvertterin 2 pohjasta höyrynkehittimeen 4. Tämän kuuman putken ulosvienti tapahtuu kaksoisputkiyhteen 11 kautta, joka on ulkopuolelta kylmän, putkiyhteen 6 syöttämän tuoreen kaasun ympäröimä, jolloin tuore kaasu kulkee lämmönvaihtimen 4 12:11a merkit tyyn esikammioon, ja syötetään kehävälyksen 13 kautta konvertteriin 2 tämän ulkokaksoisseinän 7 jäähdyttämiseksi kehä-välyksen 8 kautta.

Jäähdytyskaasu poistuu nyt konvertterista 2 ja se syötetään kuviossa 1 pistekatkoviivoin merkityn johdon 14 kautta toiseen konvertteriin 3, josta se virtaa sen kaksoisseinän 7' läpi kehävälyksen 8' kautta jättääkseen konvertterin 3 kehä-välyksen 15 siinä olevan kaksoisputkiyhteen 16 kautta. Esitetyssä esimerkissä tuore kaasu johdetaan jäähdytyskaasuna vielä toisen höyrynkehittimen 5 toisen esikammion 17 kautta ja se poistuu järjestelmästä seuraavaksi putkiyhteen 18 kautta, jotta se voidaan syöttää toisessa paikassa prosessiin, mitä ei tässä lähemmin selitetä.

Ymmärrettävästi johdetaan kuuma prosessikaasu seuraavaksi höyrynkehittimen läpi ja sitten toiseen konvertteriin 2 kak-soisputkiyhteen 11' kautta, joka on järjestetty epäkeskisesti kuten kaksoisputkiyhde 11 ensimmäisessä konvertterissa. Myös β 83071 tähän kaksoisputkiyhteeseen il' voidaan syöttää jäähdytyskaa-sua: tämä jäähdytyakaaeu voidaan syöttää edelleen höyrynke-hittimen 4 toisesta esikammiosta 12' muuhun jäähdytyskaasuun ilman, että sitä on selitetty lähemmin kuvioissa.

Luonnollisesti voidaan keksinnön kuvattua suoritusesimerkkiä muuntaa vielä monessa suhteessa poikkeamatta perusajatuksesta. Siten on itsestään selvästi myös mahdollista järjestää höy-rynkehittimet 4 ja 5 samaan vaippaan vastaavasti muotoiltuna esikammioineen ja kuumien kaasujen syöttö- ja poietoputkineen.

Claims (10)

1. Ammoniakin valmistusmenetelmä, jossa konvertterin kuumaa kaasua sisältävät osat jäähdytetään kylmemmä1lä kaasulla, tunnettu siitä, että prosessikaaau syötetään kiertoon ammoniakki konvertterin/konvertterien kautta toistuvasti, ammoniakki erotetaan jäähdytysvaiheen päässä kondensaattina ja tuoretta kaasua syötetään jäähdytyskaasuksi kuumien prosessi-kaasujen alueelle koeketuevapaasti viimeksi mainittuihin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytyskaasu syötetään höyrynkehittimen ja ammo-niakkikonvertterin väliselle siirtymäalueelle ja johdetaan konvertterin jäähdytyskaaeuksi kaksoisseinämällä varustetun välineen kautta ja konvertterin läpi ja käytetään mahdollisesti jäähdytyskaaeuksi muille laitteiston osille.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytyskaasu johdetaan siten, ettei se kuumene o o : enempää kuin noin 70 C, edullisesti 20-40 C.

;*. 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, ' . jossa on vähintään kaksi erillistä ammoniakkikonvertteria, "" tunnettu siitä, että jäähdytyskaasu syötetään höyrynkehit- *' timen esikammiosta jäähdyttävänä vaippakaasuna ensimmäisen konvertterin kautta toiseen konvertteriin jäähdyttäväksi vaippakaasuksi ja sieltä mahdollisesti edelleen synteesikier-toon. :“'t

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, :Y- tunnettu siitä, että syötetään tuore-/jäähdytyskaasua, jon ka NHo-pitoisuus on pienempi kuin 0,2 tilavuus-*, syöttöläm- o *··*’ pötila on alueella 20-150 C ja jonka määrä on 10-40 * kierros- » » » » . ta olevan kaasun määrästä. β 83071

6. Laitteisto, erityisesti jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisen menetelmän suorittamiseksi, jossa laitteistossa on vähintään yksi konvertteri ja yksi lämmönvaihdin, tunnettu siitä, että siihen on sovitettu lisäksi toinen konvertteri (3> oleellisesti rinnakkain ensimmäisen konvertterin (2) kanssa sekä konvertterien (2, 3) välissä olevalle jalusta-alueelle höyrynkehitin (4) lämmönvaihtimeksi, jolloin lämmönvaihtimen (4) esikammioon (12) on järjestetty tuoreen kaasun syöttö jäähdytyskaasun syötöksi ja kaksoisputkiyhde <11> on järjestetty ensimmäiseen konvertteriin ensimmäisestä konvertterista tulevan kuumakaasuputken (9> ympäröiväksi huuhtelemiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen konvertteri (2, 3) on varustettu ulkokaksoisseinä1lä (7), joka on muodostettu kehävä-lyksellä sisääntuodun jäähdytyskaasun johtamiseksi, jolloin ainakin toinen konvertteri (3) on varustettu kaksoisputkiyh- **; teellä (16) sekä prosessikaasun että jäähdytyekaasun poisjoh tamiseksi .

7 83071

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ensimmäisen konvertterin (2) kaksois- . putkiyhde (11) ja/tai toisen konvertterin (3) kaksoisputkiyh- de (11') on järjestetty epäkeskisesti konvertterin (2 vast. 3. pohjaan (10).

9. Jonkin patenttivaatimuksista 6-8 mukainen laitteisto, : tunnettu siitä, että toisen konvertterin (3) kaksoisput- : · kiyhde (16) johtaa esikammioon (17) 1isälämmönvaihtimessa tai lisähöyrynkehittimessä (5).

10. Jonkin patenttivaatimuksista 5-8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että toinen lämmönvaihdin (5) on yhteisen vaipan sisällä ensimmäisen lämmönvaihtimen (4) kanssa ja järjestetty U-muotoiseen järjestykseen ammoniakkikonvertterien (2, 3) kanssa. 9 83071