JP2018203603A - Ammonia amount increasing system and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アンモニア増産システム及び方法に関し、特に、アンモニア製造プラントのパージガスからアンモニアを増産するためのアンモニア増産システム及び方法に関する。 The present invention relates to an ammonia production system and method, and more particularly to an ammonia production system and method for increasing production of ammonia from purge gas in an ammonia production plant.
従来より、アンモニア製造プラント等の化学プラントでは、アンモニアを合成するために、例えば天然ガス等を用いて、水蒸気改質反応等により得られた水素(H2)と窒素(N2)を所定の割合で含む合成ガスからアンモニア(NH3)を合成している。 Conventionally, in a chemical plant such as an ammonia production plant, in order to synthesize ammonia, for example, natural gas or the like is used to supply hydrogen (H 2 ) and nitrogen (N 2 ) obtained by a steam reforming reaction, etc. Ammonia (NH 3 ) is synthesized from synthesis gas contained in a proportion.
このようなプロセスでは、反応器でアンモニアを含む生成ガスを得た後、生成ガスを冷却し、アンモニアを液化して回収すると共に、未反応の水素と窒素などを含むガス混合物を分離する。分離したガス混合物を圧縮機等を介して前述の反応器へ戻すことにより、再度アンモニアを含む生成ガスを得る構成が用いられている(以降、アンモニア合成ループともいう。)。ガス混合物は、水素と窒素の他に、メタン(CH4)及びアルゴン(Ar)等の不活性成分を含有しているため、アンモニア合成ループ内に不活性物質が過度に蓄積する。このため、アンモニア合成ループからガス(以降、パージガスともいう。)が通常抜き出される。パージガスは、アンモニア回収ユニット(ARU:Ammonia Recovery Unit)で処理され、パージガス中のアンモニアが回収されると共に、残りのオフガスは、プラント内の燃料系統で直接使用されたりしている(特許文献1)。 In such a process, after a product gas containing ammonia is obtained in a reactor, the product gas is cooled, the ammonia is liquefied and recovered, and a gas mixture containing unreacted hydrogen and nitrogen is separated. A configuration is used in which the separated gas mixture is returned to the above-described reactor via a compressor or the like to obtain a product gas containing ammonia again (hereinafter also referred to as an ammonia synthesis loop). Since the gas mixture contains inert components such as methane (CH 4 ) and argon (Ar) in addition to hydrogen and nitrogen, the inert material accumulates excessively in the ammonia synthesis loop. For this reason, gas (hereinafter also referred to as purge gas) is normally extracted from the ammonia synthesis loop. The purge gas is processed by an ammonia recovery unit (ARU: Ammonia Recovery Unit), and the ammonia in the purge gas is recovered, and the remaining off-gas is directly used in the fuel system in the plant (Patent Document 1). .
このようなアンモニア合成ループを設置した既設のアンモニア製造プラントでは、アンモニアを更に増産するための試みが数多くなされている。例えば、アンモニア合成ループのパージガスを転化して追加的なアンモニアを生成する直立型でシェルアンドチューブ型の等温アンモニア転化器が知られている(特許文献2)。前記文献には、等温アンモニア転化器が、垂直に延びるシェル側で加圧水を沸騰させることで、アンモニア転化器内を等温にて操作でき、パージガスをアンモニア転化器に1回通過させるだけで、アンモニアの製造量を大きくすることができることが記載されている。 In an existing ammonia production plant in which such an ammonia synthesis loop is installed, many attempts have been made to further increase the production of ammonia. For example, an upright shell-and-tube type isothermal ammonia converter that converts the purge gas of the ammonia synthesis loop to generate additional ammonia is known (Patent Document 2). In the above document, an isothermal ammonia converter boils pressurized water on the vertically extending shell side, so that the inside of the ammonia converter can be operated isothermally, and the purge gas is passed through the ammonia converter only once. It is described that the production amount can be increased.
上述した方法の他にも、アンモニアを増産するためにいくつかの方法が考えられる。例えば、ARUにおいて、パージガス中のアンモニアが分離された後のオフガスは、水素を未だに含有している。水素回収ユニット(HRU:Hydrogen recovery unit)をARUの後流に新たに設置し、HRUで回収した水素をアンモニア合成ループに送る合成ガスに加えることにより、アンモニア合成反応に再利用することが考えられる。また、アンモニア合成ループの前流の工程である水蒸気改質工程の一次改質の直前に、プレリフォーマを設置し、これにより改質容量を増加させることも考えられる。
しかしながら、HRUをARUの後流に設置する方法は、合成ガス中の水素の増加に伴い不足する窒素を送る必要があり、水蒸気改質工程中の二次改質にて、空気供給量を増加させる必要がある。加えて、二次改質以降の既存設備全体を改造(処理量能力増強のため)する必要がある。
また、プレリフォーマを設置する方法は、天然ガスの処理量の増加に伴って、一次改質以降の既存設備全体を改造(処理量能力増強のため)する必要がある。また、増産量が少ないにもかかわらず、運転が複雑化し反応の調整が難しいという問題がある。
更に、アンモニアを増産するために増設設備は、起動の際に、既設のプラントに影響を与えるという問題がある。
In addition to the methods described above, several methods are conceivable for increasing the production of ammonia. For example, in ARU, the off-gas after the ammonia in the purge gas has been separated still contains hydrogen. A hydrogen recovery unit (HRU) may be newly installed in the downstream of the ARU, and the hydrogen recovered by the HRU may be reused in the ammonia synthesis reaction by adding it to the synthesis gas sent to the ammonia synthesis loop. . It is also conceivable to install a pre-reformer immediately before the primary reforming of the steam reforming process, which is a process upstream of the ammonia synthesis loop, thereby increasing the reforming capacity.
However, the method of installing the HRU in the downstream of the ARU requires sending insufficient nitrogen as the amount of hydrogen in the synthesis gas increases, increasing the air supply volume in the secondary reforming during the steam reforming process. It is necessary to let In addition, it is necessary to modify the entire existing equipment after the secondary reforming (to increase the throughput capacity).
In addition, the method of installing the pre-reformer needs to modify the entire existing equipment after the primary reforming (in order to increase the throughput capacity) as the natural gas throughput increases. In addition, despite the small increase in production, there is a problem that operation is complicated and reaction adjustment is difficult.
Furthermore, there is a problem that the extension equipment for increasing the production of ammonia affects the existing plant at the time of start-up.
本発明は、上記問題に照らして、アンモニア合成ループを備えたアンモニア製造プラントにおいて、既存設備全体の大幅な改造を要することなく、必要なアンモニア増産システムを追設することで、容易にアンモニアの増産量を変更可能であり、かつ既存のプラントの運転に大きく影響を与えることなくアンモニアの増産を開始できるアンモニア増産システム及び方法を提供することを目的とする。 In light of the above problems, the present invention can easily increase the production of ammonia in an ammonia production plant equipped with an ammonia synthesis loop by adding a necessary ammonia production system without requiring significant remodeling of the entire existing equipment. An object of the present invention is to provide an ammonia production system and method capable of changing the amount and starting production of ammonia without greatly affecting the operation of an existing plant.
本発明は、その一側面にて、アンモニア増産システムである。前記アンモニア増産システムは、アンモニア製造プラントからパージされるパージガスを使用してアンモニアを更に製造するために、前記アンモニア製造プラントに追設されるアンモニア増産システムであって、前記アンモニア製造プラントからパージされたパージガスを加熱する第1熱交換器と、前記第1熱交換器で加熱されたパージガスからアンモニア合成を進めて生成ガスとする、直列に配置された複数の反応手段と、前記複数の反応手段の間で得られた中間生成ガスを冷却する中間冷却手段と、前記パージガス又は前記生成ガスを昇温するスタートアップ用反応器と、前記複数の反応手段で得られた生成ガスからアンモニアを分離する気液分離器とを備え、前記第1熱交換器が、前記パージガスと前記生成ガスとを熱交換することにより、前記パージガスを昇温するように構成され、前記スタートアップ用反応器が、前記第1熱交換器の前流のパージガスを昇温し、前記第1熱交換器の後流のパージガス若しくは前記熱交換するための生成ガスに送る、前記第1熱交換器の前流の生成ガスを昇温し、前記熱交換するための生成ガスに送る、又は前記第1熱交換器の前流のパージガスを昇温し、前記熱交換するためのパージガスに送ることとしている。
本発明に係るアンモニア増産システムは、前記アンモニア増産システムをモジュールとして複数備える形態とすることができる。
In one aspect, the present invention is an ammonia production increase system. The ammonia production system is an ammonia production system that is added to the ammonia production plant to further produce ammonia using a purge gas purged from the ammonia production plant, and is purged from the ammonia production plant. A first heat exchanger that heats the purge gas, a plurality of reaction means arranged in series, in which ammonia synthesis proceeds from the purge gas heated in the first heat exchanger to produce a product gas, and the plurality of reaction means An intermediate cooling means for cooling the intermediate product gas obtained between, a start-up reactor for raising the temperature of the purge gas or the product gas, and a gas-liquid for separating ammonia from the product gas obtained by the plurality of reaction means A separator, wherein the first heat exchanger exchanges heat between the purge gas and the product gas. The purge gas is configured to raise the temperature of the purge gas, the startup reactor raises the temperature of the purge gas upstream of the first heat exchanger, and the purge gas or the heat downstream of the first heat exchanger. The temperature of the product gas upstream of the first heat exchanger is sent to the product gas for exchange, and the temperature is sent to the product gas for heat exchange, or the purge gas upstream of the first heat exchanger is sent The temperature is raised and sent to the purge gas for heat exchange.
The ammonia production system according to the present invention may be configured to include a plurality of the ammonia production systems as modules.
前記スタートアップ用反応器は、前記パージガス又は前記生成ガスを300℃以上まで昇温するように構成された反応器であることが好ましい。 The startup reactor is preferably a reactor configured to raise the temperature of the purge gas or the product gas to 300 ° C. or higher.
前記複数の反応手段は、一つ以上の反応塔内に設けられた複数の反応部、互いに別個の複数の反応器内に設けられた複数の反応部又はこれらの組み合わせの形態とすることができる。また、前記中間冷却手段は、前記中間生成ガスを冷却材と混合する混合器、前記中間生成ガスと冷却材との間で熱交換を行う冷却器又はこれらの組み合わせた形態とすることができる。また、前記冷却材は、前記混合器の形態では前記パージガスの一部、前記熱交換を行う冷却器の形態では、前記パージガスの一部、水、空気、循環冷媒、又はこれらを組み合わせた形態とすることができる。 The plurality of reaction means may be in the form of a plurality of reaction units provided in one or more reaction towers, a plurality of reaction units provided in a plurality of reactors separate from each other, or a combination thereof. . The intermediate cooling means may be a mixer that mixes the intermediate product gas with a coolant, a cooler that exchanges heat between the intermediate product gas and the coolant, or a combination thereof. The coolant may be a part of the purge gas in the form of the mixer, a part of the purge gas, water, air, a circulating refrigerant, or a combination of these in the form of the cooler that performs the heat exchange. can do.
また、前記スタートアップ用反応器は、前記第1熱交換器の前流のパージガスの一部を燃焼すると共に、前記燃焼したパージガスと残部のパージガスとを第2熱交換器にて熱交換することにより前記残部のパージガスを昇温し、前記第1熱交換器の前流、後流のパージガス又は前記熱交換するための生成ガスに送るように構成される。 The start-up reactor combusts a part of the purge gas upstream of the first heat exchanger and exchanges heat between the burned purge gas and the remaining purge gas in the second heat exchanger. The remaining purge gas is heated and sent to the upstream or downstream purge gas of the first heat exchanger or the product gas for heat exchange.
前記アンモニア増産システムは、その一形態として、前記スタートアップ用反応器及びラインを使用して、前記複数の反応手段へ供給するパージガスの温度制御を行うように構成される。前記アンモニア増産システムは、その一形態として、前記スタートアップ反応器で燃焼するパージガスの流通を閉止し、低温のパージガスを第2熱交換器を経由して第1熱交換器の後流へ送るように構成できる。 As one form, the ammonia production system is configured to control the temperature of purge gas supplied to the plurality of reaction means using the start-up reactor and line. As one form of the ammonia production system, the flow of the purge gas combusted in the start-up reactor is closed, and the low temperature purge gas is sent to the downstream of the first heat exchanger via the second heat exchanger. Can be configured.
前記アンモニア増産システムでは、その一形態として、前記第1熱交換器の前流のパージガスを、前記気液分離器の後流に送るように構成された流路を更に備え、前記複数の反応手段が、前記一つ以上の反応塔に設けられた複数の反応部であり、前記流路のパージガスの流量を制御することにより、前記一つの反応塔へのパージガス流量を一定にするように構成することができる。 The ammonia production system further includes, as one form thereof, a flow path configured to send the purge gas upstream of the first heat exchanger to the downstream of the gas-liquid separator, and the plurality of reaction means Are a plurality of reaction units provided in the one or more reaction towers, and the purge gas flow rate to the one reaction tower is made constant by controlling the flow rate of the purge gas in the flow path. be able to.
前記アンモニア増産システムは、前記分離されたアンモニアの量を計測する流量計を更に備えることが好ましい。 It is preferable that the ammonia production system further includes a flow meter for measuring the amount of the separated ammonia.
また、本発明は、その一側面にて、アンモニア増産方法である。前記アンモニア増産方法は、アンモニア製造プラントからパージされるパージガスを使用してアンモニアをさらに製造するためのアンモニア増産方法であって、第1熱交換器を用いて、前記アンモニア製造プラントからパージされたパージガスを加熱する加熱ステップと、直列に配置された複数の反応手段を用いて、前記加熱されたパージガスからアンモニア合成を進めて生成ガスとするステップと、前記複数の反応手段の間で得られた中間生成ガスを冷却する中間冷却ステップと、前記パージガス又は前記生成ガスを所定の温度まで昇温するスタートアップステップと、前記複数の反応手段で得られた生成ガスからアンモニアを分離するステップとを含み、前記加熱ステップでは、前記パージガスと前記生成ガスとを熱交換することにより、前記パージガスを昇温し、前記スタートアップステップでは、前記加熱ステップ前のパージガスを昇温し、前記第1熱交換器の後流のパージガス若しくは前記熱交換するための生成ガスに送る、前記熱交換前の生成ガスを昇温し、前記第1熱交換器にて熱交換するための生成ガスに送る、又は前記加熱ステップ前のパージガスを昇温し、前記第1熱交換器にて前記熱交換するためのパージガスに送ることとしている。
本発明に係るアンモニア増産方法は、前記アンモニア増産システムをモジュールとして複数備えたアンモニア増産システムとすることができる。
Moreover, this invention is the ammonia production increase method in the one side surface. The ammonia production method is an ammonia production method for further producing ammonia using a purge gas purged from an ammonia production plant, wherein the purge gas purged from the ammonia production plant using a first heat exchanger Using a plurality of reaction means arranged in series, a step of advancing ammonia synthesis from the heated purge gas to produce a product gas, and an intermediate obtained between the plurality of reaction means An intermediate cooling step for cooling the product gas, a start-up step for raising the purge gas or the product gas to a predetermined temperature, and a step of separating ammonia from the product gas obtained by the plurality of reaction means, In the heating step, heat exchange is performed between the purge gas and the product gas. The temperature of the purge gas is raised, and in the startup step, the temperature of the purge gas before the heating step is raised and sent to the purge gas downstream of the first heat exchanger or the product gas for heat exchange, before the heat exchange. The generated gas is heated and sent to the generated gas for heat exchange in the first heat exchanger, or the purge gas before the heating step is heated, and the heat exchange is performed in the first heat exchanger. To be sent to the purge gas.
The method for increasing ammonia production according to the present invention can be an ammonia production system comprising a plurality of the ammonia production systems as modules.
前記スタートアップステップでは、前記パージガス又は前記生成ガスを300℃以上まで昇温するように構成された反応器であることが好ましい。 In the start-up step, the reactor is preferably configured to raise the temperature of the purge gas or the product gas to 300 ° C. or higher.
前記複数の反応手段は、一つ以上の反応塔内に設けられた複数の反応部、互いに別個の複数の反応器内に設けられた複数の反応部又はこれらの組み合わせとすることができる。また、前記中間冷却ステップは、前記中間生成ガスを冷却材と混合して冷却すること、第2冷却器を用いて前記中間生成ガスと冷却材との間で熱交換を行い冷却すること、又はこれらを組み合わせた形態とすることができる。また、前記冷却材は、前記混合器の形態では前記パージガスの一部、前記熱交換を行う冷却器の形態では、前記パージガスの一部、水、空気、循環冷媒、又はこれらを組み合わせた形態とすることができる。 The plurality of reaction means may be a plurality of reaction units provided in one or more reaction towers, a plurality of reaction units provided in a plurality of separate reactors, or a combination thereof. In the intermediate cooling step, the intermediate product gas is mixed with a coolant and cooled, the second cooler is used for heat exchange between the intermediate product gas and the coolant, or cooling, or It can be set as the form which combined these. The coolant may be a part of the purge gas in the form of the mixer, a part of the purge gas, water, air, a circulating refrigerant, or a combination of these in the form of the cooler that performs the heat exchange. can do.
また、前記スタートアップステップにて、前記加熱ステップ前のパージガスの一部を燃焼すると共に、前記第2熱交換器を用いて燃焼したパージガスと残部のパージガスとを熱交換することにより前記残部のパージガスを昇温し、前記第1熱交換器の前流、後流のパージガス又は前記熱交換するための生成ガスに送る形態とすることができる。 Further, in the start-up step, a part of the purge gas before the heating step is combusted, and the purge gas burned using the second heat exchanger is heat-exchanged with the remaining purge gas to thereby change the remaining purge gas. The temperature may be raised and sent to the upstream or downstream purge gas of the first heat exchanger or the product gas for heat exchange.
前記アンモニア増産方法では、その一形態にて、前記スタートアップ用反応器及びラインを使用して、前記複数の反応手段へ供給するパージガスの温度制御を行う。前記アンモニア増産方法では、その一形態にて、前記スタートアップ反応器で燃焼するパージガスの流通を閉止し、低温のパージガスを第2熱交換器を経由して第1熱交換器の後流へ送る。 In the ammonia production-increasing method, in one form, the temperature of purge gas supplied to the plurality of reaction means is controlled using the start-up reactor and line. In the ammonia production method, in one form, the flow of the purge gas combusted in the start-up reactor is closed, and the low-temperature purge gas is sent to the downstream of the first heat exchanger via the second heat exchanger.
前記アンモニア増産方法は、その一形態として、前記スタートアップステップ後に、前記加熱ステップ前のパージガスを前記気液分離器の後流に送る流量調整ステップを更に備え、前記複数の反応手段が、前記一つ以上の反応塔内に設けられた複数の反応部であり、前記流量調整ステップでは、前記流路のパージガスの流量を制御することにより、前記一つの反応塔へのパージガスの流量を一定にすることができる。 The ammonia production method further includes, as one form thereof, a flow rate adjusting step of sending the purge gas before the heating step to the downstream of the gas-liquid separator after the start-up step, and the plurality of reaction means are the one of the ones A plurality of reaction units provided in the reaction tower, and in the flow rate adjusting step, the flow rate of the purge gas to the one reaction tower is made constant by controlling the flow rate of the purge gas in the flow path. Can do.
前記アンモニア増産方法は、前記分離されたアンモニアの量を計測する流量計測ステップを更に備えることが好ましい。 It is preferable that the ammonia production increase method further includes a flow rate measuring step of measuring the amount of the separated ammonia.
本発明によれば、アンモニア合成ループを備えたアンモニア製造プラントにおいて、既存設備全体の大幅な改造を要することなく、必要なアンモニア増産システムを追設することで、容易にアンモニアの増産量を変更可能であり、かつ既存のプラントの運転に大きく影響を与えることなくアンモニアの増産を開始できるアンモニア増産システム及び方法が提供される。 According to the present invention, in an ammonia production plant equipped with an ammonia synthesis loop, it is possible to easily change the amount of increased ammonia production by installing a necessary ammonia production system without requiring significant remodeling of the entire existing equipment. In addition, an ammonia production system and method that can start production of ammonia without greatly affecting the operation of an existing plant are provided.
以下、添付図面を参照して、本発明に係るアンモニア増産システム及び方法について、その実施の形態を説明する。本発明は、以下に説明する実施の形態によって限定されない。また、添付図面は、本実施の形態の概要を説明するための図であり、付属する機器を一部省略している。 Embodiments of an ammonia production increase system and method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the accompanying drawings are diagrams for explaining the outline of the present embodiment, and some of the attached devices are omitted.
[アンモニア製造プラント]
本発明に係るアンモニア増産システム及び方法については、図1〜図8を参照して、第一〜第八実施の形態を説明する。これに先立って、図9を参照して、本発明に係るアンモニア増産システムを増設するのに好適なアンモニア製造プラント1220の概要について簡単に説明する。
アンモニア製造プラント1220では、天然ガスが、水蒸気改質装置(一次改質、二次改質を含む)1221、一酸化炭素転化装置1222、二酸化炭素除去装置・一酸化炭素除去装置1223等を経ることにより、水素(H2)及び窒素(N2)を所定の割合で含む合成ガスを得る。合成ガスからアンモニア合成ループ1230にてアンモニア(NH3)を合成する。
アンモニア合成ループ1230内では、水素及び窒素を所定の割合で含む合成ガスをアンモニア合成塔1231に導入し、触媒の存在下で反応させアンモニアを得る。得られたアンモニア含有ガスは、複数の冷却器を備える冷却システム1232へ送られ、冷却される。その後、気液分離器1233より流路1234を経て、液体アンモニアが得られる。液体アンモニアから分離されたオフガスは、オフガス戻し流路1235を介して、アンモニア合成塔1231に戻され、オフガスに含まれる未反応の水素及び窒素をアンモニア合成反応に再利用される。オフガス戻し流路1235は、オフガスが冷却システム1232の一部の冷却器の冷媒として利用されるように構成されており、冷却器1232cの冷媒として利用された後、圧縮機1236で昇圧し、アンモニア含有ガスの流れ方向に対して前記冷却器1232cの上流側に隣接する冷却器1232bの冷媒として利用される。
[Ammonia production plant]
About the ammonia production increase system and method which concern on this invention, 1st-8th embodiment is described with reference to FIGS. Prior to this, the outline of an
In the
In the ammonia synthesis loop 1230, synthesis gas containing hydrogen and nitrogen in a predetermined ratio is introduced into the
一方で、アンモニア合成ループ1230を循環するガス中には、未反応の水素、窒素や、生成するアンモニアの他、メタン(CH4)及びアルゴン(Ar)等の不活性成分が蓄積することから、パージガス流路1225を介して、循環するガスの一部をパージする。パージガスは、パージガス流路1225に設けた冷却器1226で冷却された後、気液分離器1227で液体アンモニアを分離した後、本発明に係るアンモニア増産システム1へ送られる。そして、詳しくは後述するが、本発明に係るアンモニア増産方法が実施された後、オフガスは、流路41を介してアンモニア回収ユニット(ARU:Ammonia Recovery Unit)1228に送られる。なお、パージガス流路1225は、図中、冷却システム1232の後流に設けられているものの、特にこの位置に限定されない。また、合成ガスの供給流路1224も同様の位置に設けられているものの、特にこの位置に限定されない。
On the other hand, in the gas circulating through the ammonia synthesis loop 1230, inactive components such as methane (CH 4 ) and argon (Ar) accumulate in addition to unreacted hydrogen, nitrogen, and generated ammonia. A part of the circulating gas is purged through the purge
アンモニア増産システム1は、アンモニア合成ループ1230とARU1228との間に設けられることが特に好ましい。一方で、前述したように、アンモニア増産システム1はアンモニア製造プロセス中に様々な箇所に適宜に設置又は離脱することが可能である。このため、必要に応じてアンモニア合成ループ1230とARU1228との間以外の箇所に設けることもできる。アンモニア増産システム1を、アンモニア合成ループ1230とARU1228との間に設けることにより、既存設備の改造部分が極めて少なくできる。また、製造状況に臨機応変に、継続的かつ低コストで、運転することが可能となる。また、アンモニア合成に必要な高圧条件を保持でき、アンモニア増産システムで分離収集できなかったアンモニアは後流の既存のARUで補足される。このため、完全な分離収集を行う必要がないといった利点もある。
以上のような構成を備えるアンモニア製造プラント1220のアンモニア増産システム1及びアンモニア増産方法について、以下に、図1〜図8を参照して説明する。
The
The
[1.第一実施の形態]
先ず、図1を参照して、本発明に係るアンモニア増産システムの一実施の形態について説明する。図1に示すアンモニア増産システム1Aは、第1熱交換器10と、反応塔20と、スタートアップ用反応器30と、気液分離器40とを備える。また、本明細書では、処理対象となるパージガスの流れ方向を基準として、「前流」、「後流」のように表現している。
[1. First embodiment]
First, an embodiment of the ammonia production system according to the present invention will be described with reference to FIG. An
第1熱交換器10は、アンモニア合成ループとパージガス流路11を介して連結し、反応塔20の塔頂部(以降、入口ともいう。)と流路12を介して連結し、反応塔20の塔底部(以降、出口ともいう。)と生成ガス流路17を介して連結し、気液分離器40と流路18、19を介して連結している。第1熱交換器10は、パージガス流路11のパージガスと生成ガス流路17の生成ガスとを熱交換することにより、パージガス流路11のパージガスを昇温し、流路12を介して反応塔20に送ると共に、生成ガス流路17の生成ガスを冷却し、流路18に送る。第1熱交換器10は、温度の低いパージガスと高温の生成ガスとを熱交換することにより、反応塔20の前流のパージガスをアンモニア合成反応に適した温度に加熱する。これにより、アンモニア増産システム及びそれを備えたアンモニア製造プラントのエネルギー効率を向上させる。
The
反応塔20は、複数の反応部21a〜21cが直列的に配置された反応器であり、その内部に供給した窒素と水素とを少なくとも含むパージガスからアンモニアを生成し、アンモニア濃度を高めた生成ガスを第1熱交換器10に生成ガス流路17を介して送る。
複数の反応部21a〜21cは、それぞれ、その内部にアンモニア合成触媒を充填し、アンモニアを少なくとも含有する中間生成ガスを生成する。
アンモニア合成触媒としては、特に制約は無く、鉄系触媒やルテニウム系触媒などを用いることができる。
The
Each of the plurality of
There is no restriction | limiting in particular as an ammonia synthesis catalyst, An iron-type catalyst, a ruthenium-type catalyst, etc. can be used.
また、反応塔20は、複数の反応部21a〜21cとの間に設けられた複数の混合器22a及び22bを更に備えている。反応塔20には、その塔頂部から塔底部へ向かって、第1反応部21a、第1混合器22a、第2反応部21b、第2混合器22b、第3反応部21cが順に配置されている(本明細書にて、このような構成を「クエンチタイプ」と呼ぶ)。
混合器22a、22bは、アンモニア合成ループと連通したパージガス流路11と流路26a、26bを介してそれぞれ直接的に連結している。混合器22a、22bでは、それぞれ、反応部21a、21bからの温度の高い中間生成ガスとパージガス流路11からの温度の低いパージガスとが混合することにより、中間生成ガスを冷却する。すなわち、混合器22a、22bは、パージガス流路11からの温度の低いパージガスの一部が送られることにより、中間生成ガスを冷却するための冷却器としてそれぞれ機能する。混合器22a、22bでは、複数の反応部21a〜21cでのアンモニア合成反応が発熱反応であることから、その温度が上昇した中間生成ガスを次の反応部に送るために、適切な温度に冷却することができる。なお、反応塔20内の複数の反応部及び複数の混合器の段数、及びそれに対応した流路の支管の設置数は、同様に適宜変更することができる。
The
The
スタートアップ用反応器30は、流路30aを介して第1熱交換器10の前流のパージガス流路11に連結し、流路30bを介して第1熱交換器10の後流かつ反応塔20の前流の生成ガス流路17に連結している。スタートアップ用反応器30は、図示しない電気ヒータ等の加熱手段を備え、例えば300℃以上まで加熱する。なお、流路30a及び/又はパージガス流路11には、スタートアップ用反応器30へのパージガスの供給及びその流量を制御するために、図示しない流量調整弁等の開閉弁を設けることができる。
スタートアップ用反応器30にて、ガスを昇温するための加熱手段としては、電気ヒータ、熱媒ヒータ等を用いることができる。
The start-up
As a heating means for raising the temperature of the gas in the start-up
気液分離器40は、流路18を介して冷却器50で冷却された生成ガスの流路19と、気液分離して得られた液体アンモニアの流路42と、気液分離して得られた液体アンモニア以外のガスを例えばARUに送るためのオフガス流路41とに連結している。気液分離器40は、生成ガス中のアンモニアよりも低い沸点を有するガス成分を液体アンモニアから分離できる構成を有するものであればよく、その構成は特に限定されない。冷却器50は、その後流に配置された気液分離器40にてアンモニアが液化する温度まで生成ガスと冷却材とを熱交換することにより、生成ガスを冷却する。なお、冷却器50は、所望の温度に調節するために複数台設けることができる。
The gas-
次いで、以上の構成を有するアンモニア増産システム1Aの作動機能を説明することにより、本発明に係るアンモニア増産方法の第一実施の形態について説明する。
Next, the first embodiment of the ammonia production method according to the present invention will be described by explaining the operation function of the
アンモニア増産システム1Aの起動の際は、アンモニア製造プラントのアンモニア合成ループからパージされたパージガスを、流路30a及び/又はパージガス流路11に設けた図示しない開閉弁の開閉制御により、パージガス流路11からスタートアップ用反応器30に流入する。スタートアップ用反応器30では、電気ヒータ等の加熱手段により、パージガスを所定の温度(例えば約200〜600℃)まで昇温する。所定の温度は、アンモニア合成触媒の活性の観点から、300℃以上が好ましい。スタートアップ用反応器30は、昇温したパージガスを第1熱交換器10の後流、すなわち反応塔20の入口に直接的に送る。反応塔20に昇温されたパージガスが流入することにより、アンモニアが生成する。このような起動により、既設のアンモニア製造プラントのユーティリティ系統に大きく影響を与えずに、アンモニア増産システムを起動することができる。
When the
アンモニア増産システム1Aの起動後、低温のパージガスをパージガス流路11から第1熱交換器10に供給し、反応塔20で最終的に得られた生成ガスとの熱交換により、所定の温度まで昇温する。昇温されたパージガスを反応塔20に供給してアンモニアを生成する。具体的には、昇温されたパージガスを反応塔20の入口から第1反応部21aに送る。第1反応部21aでのアンモニア合成反応により得られた中間生成ガスは、発熱反応によって温度が上昇している。このため、第1混合器22aで、流路26aからの低温のパージガスを混合することにより、所定の温度に冷却する。中間生成ガスとパージガスとの混合ガスは、第2反応部21bでアンモニア合成反応を行う。発熱反応により温度が上昇した中間生成ガスは、第2混合器22bで流路26bからの低温のパージガスを混合することで、再び所定の温度に冷却する。第3反応部21cでアンモニア合成反応を行い、最終的に得られたアンモニア濃度の高い生成ガスを、反応塔20の出口から生成ガス流路17を経て冷却器50、気液分離器40に送る。気液分離器40の流路42から液体アンモニアを得ることで、アンモニア増産が達成される。液体アンモニアが分離されたガスについて、オフガス流路41を経てARUにて処理するか、又は後述するように、パージガス流路11に還流する若しくはその後流に別途モジュールとして設置したアンモニア増産システムに送り、アンモニアの生産を行う。本実施の形態に示すクエンチタイプの反応器では、冷却材としてパージガスを中間生成ガスに混合して使用しているため、冷媒を使用することなく反応塔20にてアンモニアを生成することができる。その結果、運転コストを抑制できる。
After the startup of the
[2.第二実施の形態]
図2を参照して、本発明に係るアンモニア増産システム及びアンモニア増産方法の第二実施の形態について説明する。図2に示すアンモニア増産システム1Bは、スタートアップ用反応器130を備える点において第一実施の形態と主に相違する。第一実施の形態と同様の構成については、同じ符号を付すと共に、説明を省略する。
[2. Second embodiment]
With reference to FIG. 2, a second embodiment of the ammonia production system and the ammonia production method according to the present invention will be described.
スタートアップ用反応器130は、加熱手段を備え、流路130aを介してパージガス流路11に連結し、流路130bを介して第1熱交換器10の前流かつ反応塔20の後流の生成ガス流路17に連結している。加熱手段については、第一実施の形態と同様の構成を採用することができる。すなわち、スタートアップ用反応器130は、パージガス流路11のパージガスを加熱手段により例えば300℃まで加熱して昇温し、流路17を流通して熱交換器10にて熱交換するための生成ガスに送る。第1熱交換器10では、パージガス流路11からの低温のパージガスと高温まで昇温させた生成ガスとを熱交換させることにより、パージガス流路11のパージガスを昇温して、反応塔20に送る。
The start-up
次いで、以上の構成を有するアンモニア増産システム1Bの作動機能を説明することにより、本発明に係るアンモニア増産方法の第二実施の形態について説明する。第一実施の形態と同様のものについては、その説明を省略する。
Next, the second embodiment of the ammonia production method according to the present invention will be described by explaining the operation function of the
アンモニア増産プラント1Bの起動の際は、アンモニア製造プラントのアンモニア合成ループからパージされたパージガスを、流路130a及び/又はパージガス流路11に設けた図示しない開閉弁の開閉制御により、スタートアップ用反応器130に流入する。スタートアップ用反応器130では、電気ヒータ等の加熱手段により、生成ガスを所定の温度(例えば約200〜600℃)まで昇温する。所定の温度は、アンモニア合成触媒の活性の観点から、300℃以上が好ましい。昇温した生成ガスを流路17に送り、第1熱交換器10にてパージガスと熱交換するための生成ガスに合流させる。反応塔20には、高温の生成ガスとの熱交換により昇温されたパージガスが流入することにより、アンモニアが生成する。このような起動により、既設のアンモニア製造プラントのユーティリティ系統に大きく影響を与えずに、アンモニア増産システムを起動することができる。
When starting up the
[3.第三実施の形態]
図3を参照して、本発明に係るアンモニア増産システム及びアンモニア増産方法の第三実施の形態について説明する。図3に示すアンモニア増産システム1Cは、スタートアップ用反応器230を備える。前述した実施の形態と同様のものについては、同様の符号を付すと共に、その説明を省略する。
[3. Third embodiment]
With reference to FIG. 3, a third embodiment of the ammonia production system and the ammonia production method according to the present invention will be described.
スタートアップ用反応器230は、加熱手段を備え、流路230aを介して第1熱交換器10の前流かつ反応塔20の後流の生成ガス流路17に連結し、流路230bを介して流路230aとの接続箇所の後流の生成ガス流路17に連結している。流路230a上には、スタートアップ用反応器230への生成ガスの供給及びその流量を制御するための流量調整弁等の開閉弁232が設けられている。加熱手段については、前述した実施の形態と同様の構成を採用することができる。すなわち、スタートアップ用反応器230は、生成ガス流路17の生成ガスを加熱手段により例えば300℃まで加熱して昇温し、高温の生成ガスとして第1熱交換器10に送る。第1熱交換器10では、パージガス流路11からのパージガスと高温まで昇温した生成ガスとを熱交換させることにより、パージガス流路11のパージガスを昇温して、反応塔20に送る。これにより、アンモニア増産システム1Cを起動させる。
The start-up
流路26a、26bは、それぞれ、その一端にてパージガス流路11に連結し、その他端にて反応塔20の混合器22a、22bに連結している。流路26a、26bには、それぞれ、混合器22a、22bへのパージガスの流入を調整するための流量調整弁等の開閉弁27a、27bが設けられている。流路26a、26bは、それぞれ、パージガス流路11と流路211との接続箇所の後流にてパージガス流路11と連結している。
パージガス流路11には、システムの起動の際に、パージガス流路11のパージガスをオフガス流路41へ直接的に送るための流路211が連結している。流路211には、その開閉制御により、流路211又はパージガス流路11へのパージガスの供給及びその流量を制御するための流量調整弁等の開閉弁211aが設けられている。
Each of the
The
次いで、以上の構成を有するアンモニア増産システム1Cの作動機能を説明することにより、本発明に係るアンモニア増産方法の第三実施の形態について説明する。前述した実施の形態と同様のものについては、同様の符号を付すと共に、その説明を省略する。
Next, a description will be given of a third embodiment of the ammonia production method according to the present invention by explaining the operation function of the
アンモニア増産システム1Cの起動の際は、流路230に設けた開閉弁232の開閉制御により、生成ガス流路17の生成ガスをスタートアップ用反応器230に流入する。スタートアップ用反応器230では、電気ヒータ等の加熱手段により、生成ガスを所定の温度(例えば約200〜600℃)まで昇温する。所定の温度は、アンモニア合成触媒の活性の観点から、300℃以上が好ましい。昇温した生成ガスを流路17に送り、第1熱交換器10にてパージガスと熱交換するための生成ガスに合流させる。第1熱交換器10では、高温まで昇温された生成ガスと低温のパージガスとを熱交換することにより、パージガスを昇温する。反応塔20には、高温の生成ガスとの熱交換により昇温されたパージガスが流入することにより、アンモニアが生成する。このような起動により、既設のアンモニア製造プラントのユーティリティ系統に大きく影響を与えずに、アンモニア増産システム1Cを起動できる。
When the
アンモニア増産システム1Cの起動の際に、アンモニア合成ループのパージガスをパージガス流路11から流路221を介してオフガス流路41に直接的に送ることにより、第1熱交換器10へのパージガスの流入又は流入量を調整することができる。この調整は、流路211に設けた開閉弁211aの開閉制御により行う。更に、アンモニア増産システム1Cの起動の際又は運転中に、流路26a、26bに設けた開閉弁27a、27bをそれぞれ開閉制御することにより、混合器22a、22bにて冷却するために用いるパージガスの流入及び流入量を制御する。
When the
[4.第四実施の形態]
図4を参照して、本発明に係るアンモニア増産システム及びアンモニア増産方法の第四実施の形態について説明する。図4に示すアンモニア増産システム1Dは、第1熱交換器10で昇温されたパージガスからアンモニアを合成する複数の反応器120a、120bと、反応器120aと反応器120bの間で中間生成ガスを冷却するための第1冷却器124aを備える。前述した実施の形態と同様のものについては、同様の符号を付すと共に、その説明を省略する。
[4. Fourth embodiment]
With reference to FIG. 4, a fourth embodiment of the ammonia production system and the ammonia production method according to the present invention will be described. In the
複数の反応器120a、120bは、ガスの流れ方向に沿って、第1反応器120a、第2反応器120bが直列に配置されてなる。また、第1反応器120aと第2反応器120bの間には、第1冷却器124aが設けられている(本明細書では、このような配置を、「中間冷却タイプ」と呼ぶ)。また、第1反応器120aには、第1熱交換器10により昇温されたパージガスが送られる流路12と、第1反応器120aで得られた中間生成ガスを第1冷却器124aに送るための流路13とが設けられている。第2反応器120bには、第1冷却器124aで冷却された中間生成ガスを第2反応器120bに送るための流路14と、第2反応器120bで得られた最終的な生成ガスを第1熱交換器10へ送る生成ガス流路17が設けられている。なお、図中では、第1冷却器124aのみを例示しているものの、反応器が3つ以上である場合は、冷却器は2つ以上設置することができる。
The plurality of
また、複数の反応器120a、120bの各々は、複数の反応部121a、121b、121ab、121bbを備えている。具体的には、第1反応器120aには、複数の反応部121a、121bが直列に配置され、第2反応器120bには、複数の反応部121ab、121bbが直列に配置されている。また、複数の反応器120a、120bの各々は、複数の反応部121a、121b、121ab、121bbとの間に設けられた混合器122a、122abを更に備えている。具体的には、第1反応器120aの複数の反応部121a、121bとの間に混合器122aが設けられ、第2反応器120bの複数の反応部121ab、121bbとの間に混合器122abが設けられている。
Each of the plurality of
混合器122a、122abは、アンモニア合成ループと連通したパージガス流路11と流路126a、126bを介してそれぞれ直接的に連結している。混合器122a、122abでは、それぞれ、反応部121a、121abからの温度の高い中間生成ガスとパージガス流路11からの温度の低いパージガスとが混合することにより、中間生成ガスを冷却する。すなわち、混合器122a、122abは、パージガス流路11からの温度の低いパージガスの一部が送られることにより、中間生成ガスを冷却するための冷却器としてそれぞれ機能する。混合器122a、122abでは、複数の反応部121a、121abでのアンモニア合成反応が発熱反応であることから、その温度が上昇した中間生成ガスを次の反応部に送るために、適切な温度に冷却することができる。
The
複数の反応部121a、121b、121ab、121bbには、それぞれ、水素及び窒素からアンモニアを合成する反応を促進するアンモニア合成触媒が充填されている。アンモニア合成触媒については、前述したアンモニア合成触媒を好適に採用することができる。また、第1冷却器124aは、複数の反応器120a、120bのアンモニア合成反応が発熱反応であることから、温度が上昇した中間生成ガスを次の反応器に送るために、適切な温度に冷却するものである。なお、第1冷却器124aは、所望の温度に調節するために複数台設けることができる。
The plurality of
流路126aは、その一端にてパージガス流路11に連結し、その他端にて第1反応器120aの混合器122aに連結し、流路126bは、その一端にてパージガス流路11に連結し、その他端にて第2反応器120bの混合器122abに連結している。流路126a、126bには、それぞれ、混合器122a、122abへのパージガスの流入を調整するための流量調整弁等の開閉弁127a、127bが設けられている。流路126a、126bは、それぞれ、パージガス流路11と流路211との接続箇所の後流にてパージガス流路11と連結している。
The
次いで、以上の構成を有するアンモニア増産システム1Dの作動機能を説明することにより、本発明に係るアンモニア増産方法の第四実施の形態について説明する。
Next, the fourth embodiment of the ammonia production method according to the present invention will be described by explaining the operation function of the
アンモニア増産システム1Dの起動の際は、流路230に設けた開閉弁232の開閉制御により、生成ガス流路17の生成ガスをスタートアップ用反応器230に流入する。スタートアップ用反応器230では、電気ヒータ等の加熱手段により、生成ガスを所定の温度(例えば約200〜600℃)まで昇温する。所定の温度は、アンモニア合成触媒の活性の観点から、300℃以上が好ましい。昇温した生成ガスを流路17に送り、第1熱交換器10にてパージガスと熱交換するための生成ガスに合流させる。反応器120aには、高温の生成ガスとの熱交換により昇温されたパージガスが流入することにより、アンモニアが生成する。このような起動により、既設のアンモニア製造プラントのユーティリティ系統に大きく影響を与えずに、アンモニア増産システム1Dを起動できる。
When the
アンモニア増産システム1Dの起動の際に、アンモニア合成ループのパージガスをパージガス流路11と流路211を介してオフガス流路41に直接的に送ることにより、第1熱交換器10へのパージガスの流入又は流入量を調整することができる。このような制御は、流路211に設けた開閉弁211aの開閉制御により行う。また、アンモニア増産システム1Dの起動の際又は運転中に、流路126a、126bに設けた開閉弁127a、127bをそれぞれ開閉制御することにより、混合器122a、122abにて冷却するために用いるパージガスの流入及び流入量を制御する。
When the
アンモニア増産システム1Dの起動後、パージガス流路11から第1熱交換器10にパージガスを供給し、複数の反応器120a、120bを経て最終的に得られた生成ガスで、所定の温度(例えば約200〜600℃)まで昇温する。昇温されたパージガスを第1反応器120aに供給してアンモニア合成反応を行う。第1反応器120aで得られた中間生成ガスは、発熱反応によって温度が上昇しているため、第1冷却器124aで再び所定の温度まで冷却する。このようにアンモニア合成反応と冷却を繰り返し、パージガスに含まれる水素および窒素からアンモニアを合成する。最終的に得られた生成ガスは、冷却器50で所定の温度(10℃以下)まで冷却し、気液分離器40にて、液体アンモニアと液体アンモニア以外のガスに分離する。アンモニア製造プラントに加えて、このアンモニア増産システム1Dで追加のアンモニアを合成することができる結果、アンモニア増産が達成される。
After activation of the
本実施の形態によれば、複数の反応器120a、120bを直列に設置することで、反応器の数の増減は比較的容易に行えるため、アンモニアの増産率を調節することができる。また、直立型の等温アンモニア転化器を1塔設ける構成及び方法を採用する場合、ユーティリティ系統を含めて運転が複雑化するが、本実施の形態のように、直列に配置された複数の反応器120a、120bの間に中間生成ガスを冷却する第1冷却器124aを設置することで、各反応器120a、120bのアンモニア合成反応の温度制御や、第1冷却器124aの冷却温度の制御が容易となる。これにより、効率よくパージガスからアンモニアを増産することができる。
According to the present embodiment, by installing the plurality of
[5.第五実施の形態]
図5を参照して、本発明に係るアンモニア増産システム及びアンモニア増産方法の第五実施の形態について説明する。図5に示すアンモニア増産システムは、前述したアンモニア増産システムの構成を第1モジュール220A、第2モジュール220Bとして採用して複数備え、スタートアップ用反応器330を更に備える。前述した実施の形態と同様のものについては、同様の符号を付すと共に、その説明を省略する。
[5. Fifth embodiment]
With reference to FIG. 5, a fifth embodiment of the ammonia production system and the ammonia production method according to the present invention will be described. The ammonia production system shown in FIG. 5 includes a plurality of configurations of the above-described ammonia production system as the
第1モジュール220A及び第2モジュール220Bには、前述した第一〜第四実施の形態のアンモニア増産システムを好適に採用することができる。
第1モジュール220Aは、アンモニア合成ループとパージガス流路11Aを介して連結し、ARU1228とオフガス流路141Aを介して連結し、スタートアップ用反応器330と流路142を介して連結し、第2モジュール220Bとパージガス流路11Bを介して連結している。
For the
The
パージガス流路11Aには、温度指示調節計(TIC: Temperature Indicating Controller)と電気的に連結した開閉弁111aが設けられている。オフガス流路141Aには、第1モジュール220Aで液体アンモニアを分離したパージガス(オフガス)をARU1228へ送るための流量調整弁等の開閉弁141aが設けられている。流路142には、第1モジュール220Aで液体アンモニアを分離したパージガスを、スタートアップ用反応器330に送るための流量調整弁等の開閉弁142aが設けられている。また、パージガス流路11Bには、第1モジュール220Aで液体アンモニアを分離したパージガスを、オフガス流路141Aのみに送るための開閉弁141bと、温度指示調節計(TIC)と電気的に連結した開閉弁111bとが設けられている。
The
スタートアップ用反応器330は、燃焼手段を備え、流路330a及び流路330acを介して第1熱交換器10の前流に連結し、流路330bを介して第1モジュール220A内の第1熱交換器10の後流に連結し、流路330cを介して第2モジュール220B内の第1熱交換器10の後流に連結している。流路330aには、スタートアップ用反応器330へのパージガスの供給及びその流量を制御するための流量調整弁等の開閉弁332が設けられている。
The start-up
流路330aは、流路330abと流路330acとに分岐しており、流路330abを介して第2熱交換器310に連結し、流路330acを介してスタートアップ反応器330に連結している。スタートアップ反応器330では、流路330acからのパージガスを流路330adから圧縮器331により圧縮された空気に混合して後、燃焼される。燃焼されたパージガスは、流路330aeを介して第2熱交換器310に送られ、第2熱交換器310にて流路330abのパージガスと熱交換することにより、流路330abのパージガスを昇温する。熱交換後の熱媒体は排ガスとして流路330aeから系外へ排出する。
流路330abのパージガスは、第2熱交換器310にて、スタートアップ反応器330により昇温したガスとの熱交換により昇温される。昇温されたパージガスは、流路330afからそれぞれ分岐した流路330b、330cを介して昇温したパージガスをモジュール220A、220Bに送る。流路330b、330cには、それぞれ、昇温したパージガスをモジュール220A、200220Bに送るための流量調整弁等の開閉弁が設けられている。
The
The purge gas in the flow path 330ab is heated by the
スタートアップ用反応器330が備える燃焼手段は、ファーネスによる直接燃焼又は燃焼触媒を用いた燃焼等である。すなわち、スタートアップ用反応器330は、パージガス流路11Aのパージガスの一部を燃焼手段により燃焼させ、燃焼させたガスと残部のパージガスとを熱交換することにより、残部のパージガスを例えば200〜600℃に昇温させて、各モジュール220A、220Bに送る。燃焼触媒は、パージガスを燃焼できる触媒であればよい。
The combustion means included in the start-up
次いで、以上の構成を有するアンモニア増産システム1Eの作動機能を説明することにより、本発明に係るアンモニア増産方法の第五実施の形態について説明する。
Next, the fifth embodiment of the ammonia production method according to the present invention will be described by explaining the operation function of the
第1モジュール220Aの起動の際は、開閉弁332を開けた状態とすることにより、流路330aにパージガスを送り、パージガスを一部のパージガスと残部のパージガスとに分岐する。パージガスの一部をスタートアップ用反応器330により燃焼させた後、残部のパージガスと熱交換することにより、残部のパージガスを例えば300℃に昇温する。流路330afと流路330bを介して残部のパージガスを第1モジュール220A内の第1熱交換器10の後流に送る。これにより、第1モジュール220A内のアンモニア合成用の反応器に昇温したパージガスを送り、第1モジュール220Aを起動させる。第1モジュール220Aを起動の際は、流路330bの開閉弁を開き、流路330cの開閉弁を開けた状態とすることにより、昇温したパージガスの熱量を第1モジュール220Aの起動のみに使用する。また、第1モジュール220Aの起動の際は、開閉弁111aを開いた状態とすることにより、第1モジュール220Aの熱交換器10にパージガスを流入させてもよく、開閉弁111aを閉じた状態とすることにより、第1モジュール220Aの熱交換器10へのパージガスの流入を止めてもよい。
また、第2モジュール220Bの起動の際は、流路330cの開閉弁を閉じた状態とし、流路330afと流路330cを介して残部のパージガスを第2モジュール220B内の第1熱交換器10の後流に送る。これにより、第2モジュール220B内のアンモニア合成用の反応器に昇温したパージガスを送り、第2モジュール220Bを起動させる。
When the
Further, when the
第1モジュール220Aの起動の際は、第1モジュール220Aの第1熱交換器10の後流のパージガスの温度を監視する。パージガスが例えば300℃以上まで昇温された際に開閉弁111aを開閉制御することにより、パージガス流路11Aの第1モジュール220Aへのパージガスの流量を制御することができる。パージガスの流量を制御しながら、最終的に開閉弁111aを完全に開き、第1モジュール220Aの通常運転に移行する。
第1モジュール220Aの運転中は、第1モジュール220Aにてアンモニアを増産すると共に、オフガスが後流に送られる。第1モジュール220Aの運転中及び/又は第2モジュール220Bの起動の際若しくは運転中は、開閉弁141bを閉じ、開閉弁141aを開く状態とし、オフガス流路141Aを介してオフガスをARU1228に送り、処理してもよい。
When starting the
During the operation of the
第2モジュール220Bの起動の際は、第2モジュール220Bの第1熱交換器10の後流のパージガスの温度を監視する。パージガスが例えば300℃以上まで昇温された際に開閉弁111bを開閉制御することにより、パージガス流路11Bの第2モジュール220Bへのパージガスの流量を制御する。パージガスの流量を制御しながら、最終的に開閉弁111bを完全に開き、第2モジュール220Bの通常運転に移行する。
第2モジュール220Bの運転中は、第2モジュール220Bにてアンモニアを増産すると共に、オフガスがオフガス流路141Bを介してARU1228に送られる。
第2モジュール220Bの起動の際は、開閉弁141bを開き、開閉弁142bを開く状態とし、流路142を介して第1モジュール220Aのパージガス(オフガス)をスタートアップ用反応器330に送ってもよい。
When starting the
During operation of the
When starting the
本実施の形態よれば、例えば、前述した実施の形態に係るアンモニア増産システムをモジュールとして複数追設する場合に、1つのスタートアップ用反応器で昇温したパージガスを、各モジュールの反応塔又は反応器に送り、複数のモジュールを前流から順に起動することができる。また、モジュール単位に区分けした複数のアンモニア増産システムを起動することができる。 According to the present embodiment, for example, when a plurality of ammonia production systems according to the above-described embodiments are additionally installed as modules, the purge gas heated by one start-up reactor is used as the reaction tower or reactor of each module. Multiple modules can be started in order from the front stream. In addition, a plurality of ammonia production systems divided into modules can be activated.
なお、本実施の形態では、第1モジュール220Aの起動後に、第2モジュール220Bを起動する構成及び方法を例示した。本発明は、これに限定されない。流路330c、330bに設けた開閉弁の開閉制御により、第2熱交換器310にて熱交換したパージガスの温度が十分に昇温するまで、第1モジュール220Aへのパージガスの流入及びその流入量を制御することもできる。また、第1モジュール220Aの起動の際に昇温したパージガスが第2モジュール220Bに流入することを制御することもでき、第1モジュール220Aの起動後に昇温したパージガスが第1モジュール220Aに流入することを制御することもできる。
In the present embodiment, the configuration and the method of starting the
また、本実施の形態では、スタートアップ用反応器330にて昇温したパージガスを、流路330bを介して第1モジュール220Aの第1熱交換器10の後流に送り、流路330cを介して第2モジュール220Bの第1熱交換器10の後流に送る構成を例示した。本発明は、これに限定されない。本実施の形態によれば、モジュール220A、220Bに送る前のパージガスを昇温することができるため、第二〜第四実施の形態と同様に、スタートアップ用反応器330にて昇温したパージガスを、流路330bを介して第1モジュール220Aの第1熱交換器10にて熱交換するための生成ガスに送り、流路330cを介して第2モジュール220Bの第1熱交換器10にて熱交換するための生成ガスに送る構成を採用することができる。また、同様の趣旨により、スタートアップ用反応器330にて昇温したパージガスを、流路330b、330cを介してパージガス流路11A、11Bにそれぞれ送る構成を採用することができる。この場合、起動に要する時間を短縮することができる。
Further, in the present embodiment, the purge gas heated in the start-up
また、本実施の形態では、複数のモジュールとして、2つのモジュールを備えた構成を例示した。本発明は、これに限定されない。1つのスタートアップ用反応器330により複数のモジュールを起動できるため、3つ以上のモジュールを備えた構成を採用することができる。
Moreover, in this Embodiment, the structure provided with two modules was illustrated as a some module. The present invention is not limited to this. Since a plurality of modules can be started by one start-up
[6.第六実施の形態]
図6を参照して、本発明に係るアンモニア増産システム及びアンモニア増産方法の第六実施の形態について説明する。図6に示すアンモニア増産システム1Fは、モジュール数を一つとし、複数の反応器120a〜120cを備える点において、第五実施の形態と主に異なる。前述した実施の形態と同様のものについては、同様の符号を付すと共に、その説明を省略する。
[6. Sixth embodiment]
With reference to FIG. 6, the sixth embodiment of the ammonia production system and the ammonia production method according to the present invention will be described. The
複数の反応器120a〜120cは、ガスの流れ方向に沿って、第1反応器120a、第2反応器120b、第3反応器120cが直列に配置されてなる。第1反応器120aには、反応部121aが設けられ、第2反応器120bには、反応部121abが設けられ、第3反応器120cには、反応部121acが設けられている。反応部121a、121ab、121acに備える触媒には、それぞれ、前述したアンモニア合成触媒を好適に採用できる。
The plurality of
また、第1反応器120aと第2反応器120bの間には、第1冷却器124aが設けられ、第2反応器120bと第3反応器120cの間には、第2冷却器124bが設けられている。第1反応器120aには、第1熱交換器10により昇温されたパージガスが送られる流路12と、第1反応器120aで得られた中間生成ガスを第1冷却器124aに送るための流路13とが設けられている。第2反応器120bには、第1冷却器124aで冷却された中間生成ガスを第2反応器120bに送るための流路14と、第2反応器120bで得られた中間生成ガスを第2冷却器124bに送るための流路15が設けられている。第3反応器120cには、第2冷却器124bで冷却された中間生成ガスを第3反応器120cに送るための流路16と、第3反応器120cで得られた生成ガスを第1熱交換器10に送るための流路17が設けられている。すなわち、複数の反応器120a〜120cは、図4に示す形態の反応器120a、120bの各反応部を一つとし、その数を3つとしたものである。
A first cooler 124a is provided between the
次いで、以上の構成を有するアンモニア増産システム1Fの作動機能を説明することにより、本発明に係るアンモニア増産方法の第六実施の形態について説明する。
Next, the sixth embodiment of the ammonia production method according to the present invention will be described by explaining the operation function of the
アンモニア増産システム1Fの起動の際は、開閉弁332と開閉弁335を開いた状態とし、流路330aにパージガスを送り、パージガスを一部のパージガスと残部のパージガスとに分岐する。パージガスの一部をスタートアップ用反応器330により燃焼させる。パージガスの燃焼中又は燃焼後に、残部のパージガスと熱交換することにより、残部のパージガスの温度を例えば300℃に昇温する。流路330afを介して残部のパージガスを第1熱交換器10の後流に送ることにより、第1反応器120aに昇温したパージガスを送り、アンモニア増産システム1Fを起動させる。
When the
アンモニア増産システム1Fの起動の際は、第1熱交換器10の後流かつ第1反応器120aの前流のパージガスの温度を監視する。このように第1反応器120aの入口温度を監視しながら、パージガスが例えば300℃以上まで昇温された際に開閉弁111aを開閉制御することにより、残部のパージガス流路330afから第1反応器120aへの残部のパージガスの供給及びその流量を制御する。パージガスの流量を制御しながら、最終的に開閉弁111aを完全に閉じ、アンモニア増産システム1Fの通常運転に移行する。
When starting up the
アンモニア増産システム1Fの運転中は、開閉弁332を開き、かつ開閉弁335を閉じた状態とし、開閉弁111aに電気的に接続したTICの設定温度を変更することにより、第1反応器120aの入口温度を制御する。
During the operation of the
[7.第七実施の形態]
図7を参照して、本発明に係るアンモニア増産システム及びアンモニア増産方法の第七実施の形態について説明する。図7に示すアンモニア増産システム1Gは、流路311を更に備える。前述した実施の形態と同様のものについては、同様の符号を付すと共に、その説明を省略する。
[7. Seventh embodiment]
With reference to FIG. 7, a seventh embodiment of the ammonia production system and the ammonia production method according to the present invention will be described. The ammonia
流路311は、その一端にてパージガス流路11の第1熱交換器10の前流に連結し、その他端にてオフガス流路41に連結している。
このような構成によれば、アンモニア増産システム1Gの運転中に、流路311を介して所定量のパージガスをオフガス流路41に直接的に送ることにより、反応塔20へのパージガスの供給及びその流量を制御する。クエンチタイプの反応器を備えるアンモニア増産システムでは、反応塔20の温度制御のためにクエンチ用ガス流路26a、26bのガスの流量を制御するものの、そのクエンチ用ガス流量が変化すると反応塔20へのパージガス流量が変化して反応塔20の温度分布が変化する。このため、安定した制御ができないことがある。したがって、パージガス流路11のパージガスからクエンチ用ガス流量の制御範囲分のパージガスを流路311から除き、一定の流量のパージガスを反応塔20に送ることにより、反応塔20の制御を容易にすることができる。
The
According to such a configuration, during operation of the
[8.第八実施の形態]
図8を参照して、本発明に係るアンモニア増産システム及びアンモニア増産方法の第八実施の形態について説明する。図8に示すアンモニア増産システム1Hは、液体アンモニアの積算流量を測定する流量計143を更に備える。前述した実施の形態と同様のものについては、同様の符号を付すと共に、その説明を省略する。
このような構成によれば、例えば、既設のプラントに前述した形態のアンモニア増産システムをモジュールとして追設した場合、追設した設備に応じたアンモニア増産量を測定することができる。これにより、例えば、モジュール単位のアンモニア増産量の把握や、アンモニア増産システムの増産量に応じた課金サービスに用いることができる。
[8. Eighth embodiment]
With reference to FIG. 8, an eighth embodiment of the ammonia production system and the ammonia production method according to the present invention will be described. 8 further includes a
According to such a configuration, for example, when an ammonia production system of the above-described form is additionally installed as a module in an existing plant, it is possible to measure an ammonia production increase amount according to the newly installed equipment. Thereby, for example, it can be used for the accounting service according to the grasp of the increased ammonia production amount in module units or the increased production amount of the ammonia production system.
なお、本明細書において、天然ガスとは、ガス田から産出される天然ガスのみならず、油田から石油に随伴して産出される随伴ガスや、シェールガス等の非在来型天然ガスを広く含むものである。原料ガスとしての天然ガスには、製品ガスとしての天然ガスの主成分であるメタンの他、C2以上の炭化水素が含まれている。 In this specification, natural gas includes not only natural gas produced from gas fields, but also non-conventional natural gas such as shale gas and the like produced from oil fields accompanying oil. Is included. Natural gas as a raw material gas contains hydrocarbons of C2 or more in addition to methane, which is a main component of natural gas as a product gas.
本発明に係るアンモニア増産システム及び方法によれば、アンモニア合成ループを備えたアンモニア製造プラントにおいて、既存設備全体の大幅な改造を要することなく、必要なアンモニア増産システムを追設することで、容易にアンモニアの増産量を変更可能であり、かつ既存のプラントの運転に影響を与えることなくアンモニアの増産を開始できる。 According to the ammonia production system and method according to the present invention, an ammonia production plant equipped with an ammonia synthesis loop can be easily installed by adding a necessary ammonia production system without requiring significant remodeling of the entire existing equipment. The amount of ammonia production can be changed and the production of ammonia can be started without affecting the operation of the existing plant.
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H:アンモニア増産システム
10:第1熱交換器
11、11A、11B:パージガス流路
20:反応塔
21a、21b、21c、121a、121b、121ab、121bb、121ac:反応部
22a、22b、122a、122ab:混合器(冷却器)
30、130、230、330:スタートアップ用反応器
40:気液分離器
41、141A、141B:オフガス流路
50:冷却器
120a、120b、120c:反応器
124a、124b:冷却器
220A:第1モジュール
220B:第2モジュール
310:第2熱交換器
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H: Ammonia production system 10:
30, 130, 230, 330: Start-up reactor 40: Gas-
Claims (23)
前記アンモニア製造プラントからパージされたパージガスを加熱する第1熱交換器と、
前記第1熱交換器で加熱されたパージガス中のアンモニア合成を進めて生成ガスとする、直列に配置された複数の反応手段と、
前記複数の反応手段の間で得られた中間生成ガスを冷却する中間冷却手段と、
前記パージガス又は前記生成ガスを昇温するスタートアップ用反応器と、
前記複数の反応手段で得られた生成ガスからアンモニアを分離する気液分離器と
を備え、
前記第1熱交換器が、前記パージガスと前記生成ガスとを熱交換することにより、前記パージガスを昇温するように構成され、
前記スタートアップ用反応器が、前記第1熱交換器の前流のパージガスを昇温し、前記第1熱交換器の後流のパージガス若しくは前記熱交換するための生成ガスに送る、前記第1熱交換器の前流の生成ガスを昇温し、前記熱交換するための生成ガスに送る、又は前記第1熱交換器の前流のパージガスを昇温し、前記熱交換するためのパージガスに送るように構成された、アンモニア増産システム。 In order to further produce ammonia using a purge gas purged from an ammonia production plant, an ammonia production system added to the ammonia production plant,
A first heat exchanger for heating purge gas purged from the ammonia production plant;
A plurality of reaction means arranged in series, wherein ammonia synthesis in the purge gas heated by the first heat exchanger is advanced to produce product gas;
Intermediate cooling means for cooling the intermediate product gas obtained between the plurality of reaction means;
A startup reactor for raising the temperature of the purge gas or the product gas;
A gas-liquid separator for separating ammonia from the product gas obtained by the plurality of reaction means,
The first heat exchanger is configured to heat-up the purge gas by exchanging heat between the purge gas and the product gas;
The start-up reactor raises the temperature of the purge gas upstream of the first heat exchanger and sends it to the purge gas downstream of the first heat exchanger or the product gas for heat exchange. The temperature of the product gas upstream of the exchanger is raised and sent to the product gas for heat exchange, or the temperature of the purge gas upstream of the first heat exchanger is raised and sent to the purge gas for heat exchange Configured to increase ammonia production.
前記冷却材は、前記中間冷却手段が混合器である場合は前記パージガスの一部であり、前記中間冷却手段が前記冷却器である場合は、前記パージガスの一部、水、空気、循環冷媒、又はこれらの組み合わせである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のアンモニア増産システム。 The intermediate cooling means is a mixer for mixing the intermediate product gas with a coolant, a cooler for exchanging heat between the intermediate product gas and the coolant, or a combination thereof.
The coolant is a part of the purge gas when the intermediate cooling means is a mixer, and when the intermediate cooling means is the cooler, a part of the purge gas, water, air, circulating refrigerant, Or the ammonia increase system as described in any one of Claims 1-3 which is these or a combination thereof.
前記アンモニア製造プラントからパージされたパージガスを加熱する第1熱交換器と、
前記第1熱交換器で加熱されたパージガス中のアンモニア合成を進めて生成ガスとする、直列に配置された複数の反応手段と、
前記複数の反応手段の間で得られた中間生成ガスを冷却する中間冷却手段と、
前記第1熱交換器の前流のパージガスの一部を燃焼するスタートアップ用反応器と、
前記燃焼したパージガスと残部のパージガスとを熱交換する第2熱交換器と、
前記複数の反応手段で得られた生成ガスからアンモニアを分離する気液分離器と
を備え、
前記第1熱交換器が、前記パージガスと前記生成ガスとを熱交換することにより、前記パージガスを昇温するように構成され、
前記第2熱交換器の前流のパージガスを昇温し、前記第1熱交換器の後流のパージガス若しくは前記熱交換するための生成ガスに送るように構成された、アンモニア増産システム。 In order to further produce ammonia using a purge gas purged from an ammonia production plant, an ammonia production system added to the ammonia production plant,
A first heat exchanger for heating purge gas purged from the ammonia production plant;
A plurality of reaction means arranged in series, wherein ammonia synthesis in the purge gas heated by the first heat exchanger is advanced to produce product gas;
Intermediate cooling means for cooling the intermediate product gas obtained between the plurality of reaction means;
A start-up reactor for burning a portion of the purge gas upstream of the first heat exchanger;
A second heat exchanger for exchanging heat between the burned purge gas and the remaining purge gas;
A gas-liquid separator for separating ammonia from the product gas obtained by the plurality of reaction means,
The first heat exchanger is configured to heat-up the purge gas by exchanging heat between the purge gas and the product gas;
An ammonia augmentation system configured to raise the temperature of the purge gas upstream of the second heat exchanger and send it to the purge gas downstream of the first heat exchanger or the product gas for heat exchange.
前記冷却材は、前記中間冷却手段が前記混合器である場合は前記パージガスの一部であり、前記中間冷却手段が前記冷却器である場合は、前記パージガスの一部、水、空気、循環冷媒、又はこれらの組み合わせである、請求項5〜7のいずれか一項に記載のアンモニア増産システム。 The intermediate cooling means is a mixer for mixing the intermediate product gas with a coolant, a cooler for exchanging heat between the intermediate product gas and the coolant, or a combination thereof.
The coolant is a part of the purge gas when the intermediate cooling means is the mixer, and a part of the purge gas, water, air, circulating refrigerant when the intermediate cooling means is the cooler. Or an ammonia production increase system according to any one of claims 5 to 7, which is a combination thereof.
前記複数のモジュールのうちの前流のモジュールの前記気液分離器で前記アンモニアを分離したオフガスが、前記第1熱交換器の前流、後流のモジュール又は前記アンモニア製造プラントのアンモニア回収ユニットへ送られる構成である、アンモニア増産システム。 A plurality of ammonia production systems according to any one of claims 1 to 9 are provided as modules,
The off-gas from which the ammonia has been separated by the gas-liquid separator of the upstream module among the plurality of modules is supplied to the upstream or downstream module of the first heat exchanger or the ammonia recovery unit of the ammonia production plant. A system to increase ammonia production, which is sent to the factory.
前記複数の反応手段が、前記一つ以上の反応塔に設けられた複数の反応部であり、
前記流路のパージガスの流量を制御することにより、前記一つの反応塔へのパージガス流量を一定にするように構成された、請求項1〜10のいずれか一項に記載のアンモニア増産システム。 A flow path configured to send a purge gas upstream of the first heat exchanger to the downstream of the gas-liquid separator;
The plurality of reaction means are a plurality of reaction units provided in the one or more reaction towers;
11. The ammonia production system according to claim 1, wherein the flow rate of the purge gas in the flow path is controlled to make the purge gas flow rate to the one reaction tower constant.
第1熱交換器を用いて、前記アンモニア製造プラントからパージされたパージガスを加熱する加熱ステップと、
直列に配置された複数の反応手段を用いて、前記加熱されたパージガス中のアンモニア合成を進めて生成ガスとするステップと、
前記複数の反応手段の間で得られた中間生成ガスを冷却する中間冷却ステップと、
前記パージガス又は前記生成ガスを所定の温度まで昇温するスタートアップステップと、
前記複数の反応手段で得られた生成ガスからアンモニアを分離するステップと
を含み、
前記加熱ステップでは、前記パージガスと前記生成ガスとを熱交換することにより、前記パージガスを昇温し、
前記スタートアップステップでは、前記加熱ステップ前のパージガスを昇温し、前記第1熱交換器の後流のパージガス若しくは前記熱交換するための生成ガスに送る、前記熱交換前の生成ガスを昇温し、前記第1熱交換器にて熱交換するための生成ガスに送る、又は前記加熱ステップ前のパージガスを昇温し、前記第1熱交換器にて前記熱交換するためのパージガスに送る、アンモニア増産方法。 A method for increasing ammonia production for further producing ammonia using purge gas purged from an ammonia production plant, comprising:
A heating step of heating the purge gas purged from the ammonia production plant using a first heat exchanger;
Using a plurality of reaction means arranged in series to advance ammonia synthesis in the heated purge gas into a product gas; and
An intermediate cooling step for cooling the intermediate product gas obtained between the plurality of reaction means;
A startup step of raising the temperature of the purge gas or the product gas to a predetermined temperature;
Separating ammonia from the product gas obtained by the plurality of reaction means,
In the heating step, the purge gas and the product gas are subjected to heat exchange to raise the temperature of the purge gas,
In the start-up step, the temperature of the purge gas before the heating step is raised, and the temperature of the product gas before the heat exchange, which is sent to the purge gas downstream of the first heat exchanger or the product gas for heat exchange, is raised. Ammonia sent to the product gas for heat exchange in the first heat exchanger, or the purge gas before the heating step is heated and sent to the purge gas for heat exchange in the first heat exchanger How to increase production.
前記冷却材は、前記中間冷却ステップが前記中間生成ガスを冷却材と混合して冷却することである場合は前記パージガスの一部であり、冷却器を用いて前記中間生成ガスと冷却材との間で熱交換を行い冷却することである場合は、前記パージガスの一部、水、空気、循環冷媒、又はこれらの組み合わせである、請求項13〜15のいずれか一項に記載のアンモニア増産システム。 The intermediate cooling step includes mixing and cooling the intermediate product gas with a coolant, cooling by performing heat exchange between the intermediate product gas and the coolant using a cooler, or a combination thereof. Including
The coolant is part of the purge gas when the intermediate cooling step is to mix and cool the intermediate product gas with a coolant, and the intermediate product gas and the coolant are cooled using a cooler. The ammonia production system according to any one of claims 13 to 15, which is a part of the purge gas, water, air, a circulating refrigerant, or a combination thereof when the heat exchange is performed between the two and the cooling. .
第1熱交換器を用いて、前記アンモニア製造プラントからパージされたパージガスを加熱する加熱ステップと、
直列に配置された複数の反応手段を用いて、前記第1熱交換ステップで加熱されたパージガス中のアンモニア合成を進めて生成ガスとするステップと、
前記複数の反応手段の間で得られた中間生成ガスを冷却する中間冷却ステップと、
前記第1熱交換器の前流のパージガスの一部を燃焼するスタートアップステップと、
第2熱交換器を用いて、前記燃焼したパージガスと残部のパージガスとを熱交換する熱交換ステップと、
前記複数の反応手段で得られた生成ガスからアンモニアを分離する気液分離ステップと
を含み、
前記加熱ステップでは、前記パージガスと前記生成ガスとを熱交換することにより、前記パージガスを昇温し、
前記スタートアップステップでは、前記第2熱交換器の前流のパージガスを昇温し、前記第1熱交換器の後流のパージガス又は前記熱交換するための生成ガスに送る、アンモニア増産システム。 A method for increasing ammonia production for further production of ammonia using purge gas purged from an ammonia production plant, comprising:
A heating step of heating the purge gas purged from the ammonia production plant using a first heat exchanger;
Using a plurality of reaction means arranged in series to advance ammonia synthesis in the purge gas heated in the first heat exchange step to produce a product gas; and
An intermediate cooling step for cooling the intermediate product gas obtained between the plurality of reaction means;
A start-up step of burning a portion of the purge gas upstream of the first heat exchanger;
A heat exchanging step of exchanging heat between the burned purge gas and the remaining purge gas using a second heat exchanger;
Gas-liquid separation step of separating ammonia from the product gas obtained by the plurality of reaction means,
In the heating step, the purge gas and the product gas are subjected to heat exchange to raise the temperature of the purge gas,
In the start-up step, the ammonia production system increases the temperature of the purge gas upstream of the second heat exchanger and sends it to the purge gas downstream of the first heat exchanger or the product gas for heat exchange.
前記複数のモジュールのうちの前流のモジュールで生じたオフガスを、前記前流のモジュールにて前記スタートアップステップに用いるパージガス、後流のモジュールにて加熱ステップに用いるパージガス又は前記アンモニア製造プラントのアンモニア回収ユニットへ送る、アンモニア増産方法。 A plurality of ammonia production systems according to any one of claims 1 to 12 are provided as modules,
The off-gas generated in the upstream module among the plurality of modules is purge gas used for the startup step in the upstream module, purge gas used for the heating step in the downstream module, or ammonia recovery in the ammonia production plant. Ammonia production method to be sent to the unit.
前記複数の反応手段が、前記一つ以上の反応塔内に設けられた複数の反応部であり、
前記流量調整ステップでは、前記流路のパージガスの流量を制御することにより、前記一つの反応塔へのパージガスの流量を一定にする、請求項13〜21のいずれか一項に記載のアンモニア増産方法。 After the start-up step, further comprising a flow rate adjustment step of sending the purge gas before the heating step to the downstream of the gas-liquid separator,
The plurality of reaction means are a plurality of reaction units provided in the one or more reaction towers;
The method for increasing ammonia production according to any one of claims 13 to 21, wherein in the flow rate adjusting step, the flow rate of the purge gas to the one reaction tower is made constant by controlling the flow rate of the purge gas in the flow path. .
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