JPH04130001A - Method of material use of product flash gas - Google Patents

Method of material use of product flash gas

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JPH04130001A
JPH04130001A JP2087628A JP8762890A JPH04130001A JP H04130001 A JPH04130001 A JP H04130001A JP 2087628 A JP2087628 A JP 2087628A JP 8762890 A JP8762890 A JP 8762890A JP H04130001 A JPH04130001 A JP H04130001A
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Japan
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gas
pressure
ammonia
hydrogen
synthesis
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JP2087628A
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Horst Bendix
ホルスト ベンディクス
Dieter Johannes
ディーター ヨハネス
Bodo Lakenmacher
ボード ラーケンマツハー
Winfried Lausch
ヴインフリート ラウシュ
Joachim Otto
ヨーアヒム オツトー
Klaus SCHUEBEL
クラウス シューベル
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VEB AGROCHEM PIESTERITZ
Toyo Engineering Corp
Original Assignee
VEB AGROCHEM PIESTERITZ
Toyo Engineering Corp
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    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/025Preparation or purification of gas mixtures for ammonia synthesis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01CAMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
    • C01C1/0405Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
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Abstract

PURPOSE: To effectively utilize the contained material of product flash gas by feeding the product flash gas of a pressure lower than the pressure of a reforming process to an ejector, compressing it by using the gas flow of the pressure higher than the pressure of the reforming process and returning it to the upstream of a synthetic gas generation part.
CONSTITUTION: Raw material natural gas 20 is successively supplied to a compression process 1, a desulfurization process 2, the reforming processes 3 and 4, a conversion process 5 and a CO2 removal process 6, etc., and synthetic gas whose main component is hydrogen is generated. Then, the synthetic gas is compressed in the compression process 8, ammonia is generated by the contact conversion of the hydrogen and nitrogen in an ammonia reactor 10 and liquid ammonia is separated in a separator 11. Then, the liquid ammonia is fed to a flash drum 15 and evacuated and dissolved gas is discharged as the product flash gas and fed to an ejector 14. Then, it is compressed to the pressure of the reforming process by the gas of the pressure higher than the pressure of the reforming process and returned to the synthetic gas generation part on the upstream of the reforming process.
COPYRIGHT: (C)1992,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はアンモニアプラントにおける製品フラッシュガ
スの物質利用の方法に関する。この方法は、合成用水素
を炭化水素に富む原料からスチームラフォーミンク法に
よって製造し、一定量の合成循還ガスが液体アンモニア
中に溶解し、製品フラッシュガスを低圧で発生する、す
べてのアンモニアプラントに適用できる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a method of material utilization of product flash gas in an ammonia plant. This method involves producing hydrogen for synthesis from hydrocarbon-rich feedstock by the steam lafoming process, in which a certain amount of synthesis recycle gas is dissolved in liquid ammonia, and product flash gas is generated at low pressure. Applicable to plants.

[従来の技術] 現在生産されているアンモニアの大部分は天然ガスをベ
ースにしている。今は60年代と70年代に開発された
プラントが主流を占めている。
[Prior Art] Most of the ammonia currently produced is based on natural gas. Currently, plants developed in the 1960s and 1970s dominate.

この年代のアンモニア製造は通常法のプロセス段階に分
けられる。
Ammonia production in this period is divided into conventional process steps.

1、使用天然ガスの圧縮、 2、天然ガスの脱硫 3、−次リフオーマ−にスチームを吹込んで天然ガスの
中の大部分の炭化水素を水素、−酸化炭素と二酸化炭素
に変換、 4、二次リフオーミング装置にプロセス空気を加えて、
メタンを更に水素、−酸化炭素と二酸化炭素に変換、 5、二段の一酸化炭素転化装置で一酸化炭素を二酸化炭
素に転化、 6、 特殊な吸収塔で化学的および/または物理的洗滌
液を用いて生成二酸化炭素を除去、7 メタン化装置で
ガス中に残存する一酸化炭素と二酸化炭素をメタンに転
換、 8、 新合成ガスを所要合成圧に圧縮、9、 合成ルー
プで合成ガス中の水素と窒素をアンモニアに部分転換、 10、合成循還ガスから製品アンモニアの分離、11 
 不活性のメタンと稀ガスを除(ために合成循還ガスを
分離、 12、分離合成循還ガスから水素と稀ガスを回収、13
、合成循還ガスの再圧縮、 合成ガスの発生は通常2.5から5MPaの圧力で行な
われる。従って使用原料例えば天然ガスの圧力によって
、圧力が高い場合はバッテリーリミット内でこれを下げ
る必要があり、圧力が低い場合は例えば遠心圧縮機を用
いてガス発生の所要圧まで上げることが必要である。使
用天然ガスはほとんど少量の硫黄成分を含有しており、
これは下流のプロセス工程で触媒毒として作用するので
脱硫装置で除去することを要する。この目的のために、
例えばloOmg/Nm”までの範囲の低硫黄含量に対
しては酸化亜鉛を用いるのが通例であり、この酸化亜鉛
は硫化亜鉛を生成して硫化水素を捕捉する。
1. Compression of the natural gas used; 2. Desulfurization of the natural gas; 3. Converting most of the hydrocarbons in the natural gas into hydrogen, carbon oxide and carbon dioxide by blowing steam into the second reformer; 4. Next, add process air to the reforming equipment,
5. Converting methane to hydrogen, carbon oxide and carbon dioxide; 5. Converting carbon monoxide to carbon dioxide in a two-stage carbon monoxide conversion unit; 6. Chemical and/or physical washing liquid in a special absorption tower. 7. Convert the carbon monoxide and carbon dioxide remaining in the gas into methane using a methanizer. 8. Compress the new synthesis gas to the required synthesis pressure. 9. Inject the synthesis gas into the synthesis loop. Partial conversion of hydrogen and nitrogen into ammonia, 10. Separation of product ammonia from synthesis recycle gas, 11.
Removal of inert methane and rare gases (separation of synthetic recycle gas, 12, recovery of hydrogen and rare gas from separated synthetic recycle gas, 13)
, recompression of synthesis recycle gas, and generation of synthesis gas are usually carried out at pressures of 2.5 to 5 MPa. Therefore, depending on the pressure of the raw material used, for example natural gas, if the pressure is high, it is necessary to lower it within the battery limit, and if the pressure is low, it is necessary to raise it to the required pressure for gas generation using, for example, a centrifugal compressor. . Most of the natural gas used contains small amounts of sulfur.
This acts as a catalyst poison in downstream process steps and must be removed by a desulfurizer. For this purpose,
For low sulfur contents, for example in the range up to loOmg/Nm'', it is customary to use zinc oxide, which forms zinc sulfide and scavenges hydrogen sulfide.

しかし全部の硫黄が硫化水素として存在するのではな(
、部分的には有機硫黄として、例えばメルカプタンの形
で結合しているので、水素で先づ硫化水素に転換してお
かなければならない。この目的のために要する水素は、
通常合成ガスの分流を合成ガス圧縮機の中間圧力段から
循還して供給する。この分流は約75容量%の水素を含
有し、通常5MPaから10MPaまでの圧力をもって
いる。このガスは合成ガス発生部に返送されるので、同
郡の圧力にまで減圧しなければならない、この減圧は存
在する圧力差をエネルギー的に利用することなしに行わ
れる。天然ガス中の硫黄含量によるが、所要水素濃度は
らからlO容量%であり、すなわち天然ガスと水素に富
むガスを14:1から6.5 : lの割合で混合する
。有機硫黄の硫化水素への転換は、コバルト/モリブデ
ンまたはニッケル/モリブデン触媒の存在下で350℃
がら400″Cまでの温度で実際に行われる。下流の酸
化亜鉛を充填した反応器を通すとガス中の全硫黄含量は
一般に0.5mg/Nm3以下になる。ガス中の炭化水
素をメタン含量10から12容量%に低下させる転換は
、約800℃の温度で燃料加熱の管状炉、すなわち所謂
−次リフオーマ−に過剰プロセススチームを吹込んで行
われる。次に所謂二次リフオーマ−に、アンモニア合成
に必要な窒素成分を導入するためのプロセス空気を吹込
むと、未転化の炭化水素の転換が約1.000℃で起り
、残メタン含量が約0.5容量%に低下する。
However, all the sulfur may exist as hydrogen sulfide (
Since it is partially bound as organic sulfur, for example in the form of mercaptans, it must first be converted to hydrogen sulfide with hydrogen. The hydrogen required for this purpose is
A substream of syngas is usually recycled from an intermediate pressure stage of the syngas compressor. This substream contains approximately 75% by volume hydrogen and typically has a pressure of 5 MPa to 10 MPa. Since this gas is returned to the synthesis gas generator, it must be reduced to the same pressure, and this reduction takes place without making energetic use of the existing pressure difference. Depending on the sulfur content in the natural gas, the required hydrogen concentration is from 10 to 10% by volume, ie the natural gas and hydrogen-rich gas are mixed in a ratio of 14:1 to 6.5:1. Conversion of organic sulfur to hydrogen sulfide is performed at 350 °C in the presence of cobalt/molybdenum or nickel/molybdenum catalysts.
The total sulfur content in the gas is generally less than 0.5 mg/Nm3 when passed through a downstream reactor filled with zinc oxide. The conversion down to 10 to 12% by volume is carried out by injecting excess process steam into a fuel-heated tube furnace, a so-called secondary reformer, at a temperature of about 800°C.The so-called secondary reformer is then fed with ammonia synthesis. Upon blowing process air to introduce the necessary nitrogen component, conversion of unconverted hydrocarbons occurs at about 1.000° C. and the residual methane content is reduced to about 0.5% by volume.

続いて通常二段の一酸化炭素転化装置で、プロセスガス
中の一酸化炭素は約200℃から450℃の温度でスチ
ームによって水素と二酸化炭素に転化し、その残量は0
.2から0.5容量%に減少する。
Then, in a usually two-stage carbon monoxide conversion unit, the carbon monoxide in the process gas is converted to hydrogen and carbon dioxide by steam at temperatures of about 200°C to 450°C, leaving a residual amount of 0.
.. 2 to 0.5% by volume.

二酸化炭素の除去は特殊な塔の中で化学的および/また
は物理的洗滌液を用いて洗滌することによって行われ、
その残量は約0.1容量%にまで低下する。プロセスガ
ス中の一酸化炭素と二酸化炭素の残量はアンモニア合成
において触媒毒であるので、最少量、すなわち通常10
+ng/Nm”以下になるまで除去する必要がある。こ
の除去は殆んどの場合、メタン化装置中で約300℃か
ら350℃の温度でこれら酸化炭素を水素でメタンに転
換することによって行われる。
The removal of carbon dioxide is carried out in special columns by washing with chemical and/or physical washing liquids,
The remaining amount decreases to about 0.1% by volume. Since residual amounts of carbon monoxide and carbon dioxide in the process gas are catalyst poisons in ammonia synthesis, the minimum amount, usually 10
+ng/Nm”. This removal is most often carried out by converting these carbon oxides to methane with hydrogen at temperatures of about 300°C to 350°C in a methanator. .

このプロセス段階を経て、合成ガスはアンモニア合成に
用いられる最終的な形になる。すなわち合成ガスは水素
と窒素を3=1の比で含有し、このほか通常0.5から
1.5容量%の少量のメタンならびに稀ガス主としてア
ルゴンを0.3から0,7容量%の範囲で含有している
。ここでメタンは上述のように一次すフォーミングおよ
び/または二次リフ才一ミングの残留メタン、−酸化炭
素転化工程の残留−酸化炭素および二酸化炭素除去工程
の残留二酸化炭素に起因し、稀ガスは主に二次リフオー
ミング装置に供給されるプロセス空気と、また一部は使
用天然ガスに伴って導入される。
After this process step, the synthesis gas is in its final form used for ammonia synthesis. That is, synthesis gas contains hydrogen and nitrogen in a ratio of 3=1, as well as a small amount of methane, usually 0.5 to 1.5% by volume, and a rare gas, mainly argon, in the range of 0.3 to 0.7% by volume. Contains. Here, methane is caused by residual methane from the primary forming and/or secondary rifting as mentioned above, - residual from the carbon oxide conversion process - residual carbon dioxide from the carbon oxide and carbon dioxide removal process, and the rare gas is It is mainly introduced with the process air supplied to the secondary reforming equipment, and also partly with the natural gas used.

メタンと稀ガスはアンモニア成分に関して不活性成分で
あるので合成ループで蓄積する。従って合成ループに入
る不活性ガスと同量の不活性ガスをループから連続的に
除去することが重要である。この除去は現在使われてい
る技術的状況に応して、例えば合成循還ガスから分縮に
よりアンモニアを分離する場合には、一方には製品アン
モニアに溶解することによって行われ、この溶解によっ
て、合成圧と合成循還ガス中の不活性ガスの許容濃度に
応して不活性ガスが50%まで除去できる。更にこの除
去は他方には合成循還ガスの一部、すなわち所謂循還フ
ラッシュガスを分岐することにより行われる。この循還
フラッシュガス量は一般に合成ループに送られる合成ガ
スの5%以下である。
Methane and rare gases accumulate in the synthesis loop since they are inert components with respect to the ammonia component. Therefore, it is important to continuously remove from the loop the same amount of inert gas that enters the synthesis loop. Depending on the technological situation currently in use, this removal can take place, for example in the case of separation of ammonia from the synthesis recycle gas by partial condensation, on the one hand by dissolving it in the product ammonia; Depending on the synthesis pressure and the permissible concentration of inert gas in the synthesis recycle gas, up to 50% of the inert gas can be removed. Furthermore, this removal is carried out by diverting a portion of the synthesis recycle gas, the so-called recycle flash gas, to the other side. This amount of recycled flash gas is generally less than 5% of the synthesis gas sent to the synthesis loop.

合成循還ガスから製品アンモニアを分縮によって分離す
る場合は、液体アンモニアはその後通常合成圧から下流
の使用圧または殆んど大気圧にまで段階的に減圧される
。この際溶解していた合成循還ガスは大部分再び放出さ
れる。製品フラッシュガスと呼ばれるこの混合ガスの量
は、合成ループの圧とフラッシュ後の製品アンモニアの
最終圧によるが、アンモニアトン当92ONm3から7
ONm3の間にある。成分は常に水素、窒素、アンモニ
ア、メタンと稀ガス、主としてアルゴンである。
When product ammonia is separated from the synthesis recycle gas by fractional condensation, the liquid ammonia is then normally depressurized stepwise from the synthesis pressure to the downstream working pressure or to near atmospheric pressure. Most of the dissolved synthesis recycle gas is then released again. The amount of this gas mixture, called the product flash gas, depends on the synthesis loop pressure and the final pressure of the product ammonia after flashing, but ranges from 92 ON m3 to 7 Nm3 per ton of ammonia.
It is between ONm3. The components are always hydrogen, nitrogen, ammonia, methane and rare gases, primarily argon.

この製品フラッシュガスはエネルギーとして加熱の目的
に使用できることが知られている(例えばUS−PS 
3.705.009 、 US−PS 3.432.2
65 、 US−PS3、598.527、DE−O5
2,129,307、DE−O51,767,2141
゜また製品フラッシュガスの水素、窒素とアンモニアを
ガス発生部に循還して物質利用することができることも
知られている(DE−PS 235.385)。主とし
てアルゴンよりなる稀ガスの同時循還は、製品アンモニ
アに伴う稀ガスの損失が防止されるので、下流の稀ガス
回収装置の効率と回収量を増加させる。液体アンモニア
を段階的にフラッシュする場合、これらの製品フラッシ
ュガスを合成ガス発生部に合流させるのに、選定された
フラッシュ圧に応じて異った仕方がある。
It is known that this product flash gas can be used as energy for heating purposes (e.g. US-PS
3.705.009, US-PS 3.432.2
65, US-PS3, 598.527, DE-O5
2,129,307, DE-O51,767,2141
It is also known that the hydrogen, nitrogen and ammonia of the product flash gas can be recycled to the gas generator for material utilization (DE-PS 235.385). Simultaneous circulation of the rare gas, consisting primarily of argon, increases the efficiency and recovery of the downstream rare gas recovery equipment, since the loss of rare gas associated with the product ammonia is prevented. When flashing liquid ammonia in stages, there are different ways of joining these product flash gases into the synthesis gas generation section, depending on the selected flash pressure.

上記の特許では、アンモニアはフラッシュドラム中で約
4MPaの圧までフラッシュされる。冷却後この製品フ
ラッシュガスは、−次リフオーマ−の上流で天然ガス−
プロセススチーム混合物に合流する。残った製品液体ア
ンモニアは別のフラッシュドラム中で更に2.2MPa
に減圧される。発生した製品フラッシュガスは簡単な精
製(冷凍)の後、天然ガス圧縮機の吸引側に送られる。
In the above patent, ammonia is flashed in a flash drum to a pressure of about 4 MPa. After cooling, this product flash gas is converted into natural gas upstream of the next reformer.
Combine with process steam mixture. The remaining product liquid ammonia is further heated to 2.2 MPa in another flash drum.
The pressure is reduced to The generated product flash gas is briefly purified (refrigerated) and then sent to the suction side of the natural gas compressor.

この方法の欠点は、低圧で発生して天然ガス圧縮機の吸
引側に返送される製品フラッシュガスを圧縮するために
天然ガス圧縮機の追加圧縮エネルギーを要することであ
る。
A disadvantage of this method is that it requires additional compression energy of the natural gas compressor to compress the product flash gas, which is generated at low pressure and is returned to the suction side of the natural gas compressor.

[発明が解決しようとする課題] 水素、窒素、メタンおよび稀ガスよりなる製品フラッシ
ュガスを、追加の圧縮費なしに、アンモニアプラントの
合成ガス発生部で利用することが本発明の課題である。
OBJECT OF THE INVENTION It is an object of the invention to utilize a product flash gas consisting of hydrogen, nitrogen, methane and rare gases in the synthesis gas generation part of an ammonia plant without additional compression costs.

[課題を解決するための手段] 本発明の基本的な課題は、好ましくは2.5〜4、5M
Paであるリフォーミング工程の圧力以下の圧力の製品
フラッシュガスを追加の圧縮エネルギを必要とせずに、
アンモニアプラントの合成ガス発生部に循還することで
ある。この課題は本発明によって次のように解決される
。すなわち、高圧のアンモニアプラントの抜出された循
還フラッシュガス(好ましくは5〜30MPaの圧力)
の一部と、天然ガスの圧縮機の吐出圧よりも低い好まし
くは1.0〜2.5MPaの圧力で放出された製品フラ
ッシュガスを、冷却して凝縮した製品アンモニアを除去
した後に、噴射圧縮機(エジェクター)中でこの二つの
ガス流の内部エネルギーをバランスさせて合流し、次に
この循環−製品フラッシュガス流を天然ガス圧縮機の吐
出圧以上の圧で脱硫工程の上流のプロセスガス流に返送
するのである。
[Means for solving the problem] The basic problem of the present invention is preferably 2.5 to 4.5 M
The product flash gas at a pressure below the reforming process pressure, which is Pa, without the need for additional compression energy.
It is recycled to the synthesis gas generation section of the ammonia plant. This problem is solved by the present invention as follows. i.e. recycled flash gas extracted from a high pressure ammonia plant (preferably at a pressure of 5 to 30 MPa)
After cooling and removing the condensed product ammonia, the product flash gas released at a pressure of preferably 1.0 to 2.5 MPa lower than the discharge pressure of the natural gas compressor is subjected to injection compression. The internal energies of these two gas streams are balanced and combined in an ejector, and this recycle-product flash gas stream is then transferred to the process gas stream upstream of the desulfurization step at a pressure above the discharge pressure of the natural gas compressor. It will be sent back to.

循還フラッシュガスと製品フラッシュガス中の水素と窒
素の両成分は、所要の天然ガスおよびプロセス空気の圧
縮ならびにメタン分解のためのエネルギーや追加の原料
を必要とせずに、アンモニア合成の原料として用いられ
る。返送されたアンモニア分は一次すフォーミングおよ
び/または二次リフオーミング工程で基本成分である水
素と窒素に分解し、この水素と窒素もまたアンモニア合
成の原料として用いられる。循還フラッシュガスに伴っ
て返送され、変化せずに残って新合成ガスと共に合成ル
ープに再び送られる稀ガスとは異り、合成ループで不活
性ガスとして作用するメタンは、−次および/または二
次リフオーミング工程でスチームリフオーミング反応に
より水素と一酸化炭素に転換するので、新合成ガスに伴
って合成ループに戻ることはない。
Both the hydrogen and nitrogen components in the recycled flash gas and product flash gas can be used as feedstock for ammonia synthesis without the required natural gas and process air compression and energy or additional feedstock for methane cracking. It will be done. The returned ammonia fraction is decomposed into basic components hydrogen and nitrogen in the primary foaming and/or secondary reforming process, and these hydrogen and nitrogen are also used as raw materials for ammonia synthesis. Unlike the rare gases that are returned with the recycled flash gas, remain unchanged and are sent back to the synthesis loop along with the new synthesis gas, methane, which acts as an inert gas in the synthesis loop, is Since it is converted into hydrogen and carbon monoxide by a steam reforming reaction in the secondary reforming step, it does not return to the synthesis loop along with new synthesis gas.

本発明の方法を適用することにより、循還フラッシュガ
スに伴はれるメタンではな(、循還フラッシュガスと共
に返送される稀ガスだけが合成ルプに送られるために、
循還合成ガス中の不活性ガス比率は明らかに稀ガスに有
利に変化する。このため下流の稀ガス装置において稀ガ
スの回収が増加し改善される。
By applying the method of the invention, only the rare gases returned with the recycle flash gas (and not the methane entrained in the recycle flash gas) are sent to the synthesis loop.
The inert gas proportion in the recycled synthesis gas changes clearly in favor of rare gases. This increases and improves rare gas recovery in downstream rare gas equipment.

本発明に基いてガス発生部に返送される循還フラッシュ
ガスは通常55か665容量%の水素を主成分とするの
で、このガスを脱硫装置の上流に循還すれば、有機的に
固定された硫黄を硫化水素に変換するための水素源とし
て用いることが可能である。天然ガスの硫黄含量による
が、このようにして合成ガス圧縮機の中間圧力段からの
合成ガスの循還を完全にあるいは部分的に停止すること
ができる。
Since the recycled flash gas returned to the gas generator according to the present invention usually has a main component of 55 to 665% hydrogen, if this gas is recycled upstream of the desulfurizer, it will be organically fixed. It can be used as a hydrogen source to convert sulfur into hydrogen sulfide. Depending on the sulfur content of the natural gas, the circulation of the synthesis gas from the intermediate pressure stage of the synthesis gas compressor can be completely or partially stopped in this way.

本発明では、上記循還フラッシュガスのような水素含有
ガスの代りにリフオーマユニットの原料となる好ましく
は5〜10MPaの圧力の炭化水素含有ガスをエジェク
ターのドライバーガスに用いつる。
In the present invention, instead of a hydrogen-containing gas such as the above-mentioned recycled flash gas, a hydrocarbon-containing gas, preferably at a pressure of 5 to 10 MPa, which is a raw material for the re-former unit, is used as the ejector driver gas.

[実施例] 本発明を実施例に基いて詳細に説明する。第1図はアン
モニアプラントの工程図を示す。
[Examples] The present invention will be explained in detail based on Examples. Figure 1 shows a process diagram of an ammonia plant.

原料天然ガス約38.00ONm3/hをライン20か
ら天然ガス圧縮工程lに供給し、ここで約4MPaに圧
縮する。このガスはライン21を経て脱硫工程2に行き
、ここで硫黄は二段階に分けて除去され、その残量は0
.5mg/Nm3以下となる。ライン21にはうイン5
2から供給される6、000 Nn+3/hの循還フラ
ッシュガスと200 Nm3/hの製品フラッシュガス
が加わる。−次すフォーミング装置3に入る前に、ライ
ン22の天然ガスはライン23から供給される約100
 t/hのプロセススヂームおよびフラッシュドラム1
5からライン45を経て供給される製品フラッシュガス
と混合し、−次すフオーミング工程の対流部で500°
Cに加熱される。メタンの接触分解は残量が約11.5
容量%になるまで行われる。ここで粗合成ガスは約80
0℃の温度に加熱される。粗合成ガスはライン24から
二次リフオーミング装置4に送られ、ここでメタンは残
量が約0.3容量%になるまで更に変換される。このた
めに必要な熱は、ライン25より送られる約55、00
ONm3/hの窒素供給に必要なプロセス空気に伴われ
て導入される酸素で、水素を燃焼することによって供給
される。−次および二次リフォーミング装置で生じた一
酸化炭素を約0.3容量%の一酸化炭素残量にするまで
の転化は、粗合成ガスをライン26より二段階の転化工
程5に送り、ここで水素と二酸化炭素に転化させて行わ
れる。二酸化炭素に富む粗合成ガスはライン27より二
酸化炭素除去装置6に送られる。ここで二酸化炭素は活
性熱カリ溶液で洗滌し、その残量は約0.1容量%に低
下する。粗合成ガス中に残った一酸化炭素と二酸化炭素
を除去してその残量を10 ppm以下にすることは、
粗合成ガスをライン28からメタン化工程7に送り、こ
こで水素を用いてメタンに転化させることで達成される
。水素回収装置12の出口からライン38を経て送られ
る約3,900 Nm3/hの水素留分と稀ガス装置1
3の出口からライン39を経て送られる約350 Nm
3/hの水素−窒素留分を加えた後、新合成ガスはライ
ン29から合成ガス圧縮装置8に送られ、ここで約30
MPaに圧縮される。合成循還ガスとの混合はライン3
0と31によっ′て行われる。混合された合成循還ガス
は次にライン32からアンモニア反応器10に送られる
。ここで水素と窒素の接触転化によりアンモニアが生成
する。合成循還ガスを冷却し液体アンモニアを凝縮させ
た後、液ガス混合物はライン33より分離器11に入り
ここで液体アンモニアを分離する。合成循還ガスをライ
ン34を経て合成循還ガス圧縮工程9に返送する前に、
約6.00ONm3/hの循還フラッシュガスをライン
35より抜いて水素回収装置12に送り、また約6,0
00 Nmコ/hの循還フラッシュガスをライン36を
経てエジェクター〕4の人口に送る。水素回収袋=12
で、循還フラッシュガスは低温分離により上記の水素留
分と約2.000 Nm3/hの残ガス留分に分離され
、水素留分はライン38から新合成ガスに合流し、残ガ
ス留分はライン37を経て稀ガス装看13に送られる。
Approximately 38.00 ONm3/h of raw natural gas is supplied from line 20 to natural gas compression step 1, where it is compressed to approximately 4 MPa. This gas passes through line 21 to desulfurization step 2, where sulfur is removed in two stages until the remaining amount is 0.
.. It becomes 5 mg/Nm3 or less. Crawl into line 21 5
6,000 Nn+3/h of circulating flash gas and 200 Nm3/h of product flash gas supplied from No. 2 are added. - Before entering the next forming device 3, the natural gas in line 22 is supplied from line 23 with approximately 100%
t/h process stream and flash drum 1
5 and mixed with the product flash gas supplied via line 45 and heated at 500° in the convection section of the next forming process.
heated to C. Catalytic decomposition of methane has a residual amount of approximately 11.5
This is done until the volume reaches %. Here, the crude synthesis gas is about 80
Heated to a temperature of 0°C. The crude synthesis gas is sent via line 24 to the secondary reformer 4 where the methane is further converted until approximately 0.3% by volume remains. The heat required for this is approximately 55,000
Oxygen introduced with the process air required to supply ONm3/h of nitrogen is supplied by burning hydrogen. - To convert the carbon monoxide generated in the secondary and secondary reforming devices to a carbon monoxide residual amount of about 0.3% by volume, the crude synthesis gas is sent through line 26 to the two-stage conversion step 5; Here, it is converted into hydrogen and carbon dioxide. The crude synthesis gas rich in carbon dioxide is sent via line 27 to carbon dioxide removal unit 6 . Here, the carbon dioxide is washed away with activated hot potash solution, and the remaining amount is reduced to about 0.1% by volume. Removing the carbon monoxide and carbon dioxide remaining in the crude synthesis gas to reduce the remaining amount to 10 ppm or less is
This is accomplished by sending the crude synthesis gas through line 28 to a methanation step 7 where it is converted to methane using hydrogen. Approximately 3,900 Nm3/h of hydrogen fraction is sent from the outlet of the hydrogen recovery device 12 via line 38 and the rare gas device 1
Approximately 350 Nm sent via line 39 from the outlet of 3
After adding 3/h of hydrogen-nitrogen fraction, the fresh synthesis gas is sent via line 29 to the synthesis gas compressor 8, where about 30
Compressed to MPa. Line 3 is used for mixing with synthetic recycle gas.
This is done by 0 and 31. The mixed synthesis recycle gas is then sent to the ammonia reactor 10 via line 32. Ammonia is produced here by catalytic conversion of hydrogen and nitrogen. After cooling the synthesis recycle gas and condensing the liquid ammonia, the liquid-gas mixture enters separator 11 via line 33 where the liquid ammonia is separated. Before returning the synthetic recycle gas to the synthetic recycle gas compression stage 9 via line 34,
Approximately 6.00 ONm3/h of circulating flash gas is extracted from line 35 and sent to the hydrogen recovery device 12, and approximately 6.00 Nm3/h of recycled flash gas is
00 Nm/h of circulating flash gas is sent to the ejector 4 via line 36. Hydrogen recovery bag = 12
The recycled flash gas is separated into the above-mentioned hydrogen fraction and a residual gas fraction of about 2.000 Nm3/h by low-temperature separation, and the hydrogen fraction joins the new synthesis gas through line 38 to form the residual gas fraction. is sent to rare gas unit 13 via line 37.

稀ガス装置13では低温分離が行われ、上記の水素/窒
素留分と窒素留分とメタン留分とアルゴン留分に分離さ
れ、水素/窒素留分はライン39を経て新合成ガスに合
流し、窒素留分はライン40からそれぞれの用途に供し
、メタン留分はライン41を経てアンモニアプラントの
燃料ガスに加わり、アルゴン留分はライン42から種々
の用途に送られる。本発明を利用することにより、本発
明を適用しない場合のアルゴン生産量18t/dを19
.2t/dに増殖することが可能となる。
Low-temperature separation is performed in the rare gas device 13, and the hydrogen/nitrogen fraction is separated into the above-mentioned hydrogen/nitrogen fraction, nitrogen fraction, methane fraction, and argon fraction, and the hydrogen/nitrogen fraction is combined with the new synthesis gas via line 39. , the nitrogen fraction is sent to various uses through line 40, the methane fraction is added to the fuel gas of the ammonia plant via line 41, and the argon fraction is sent through line 42 to various uses. By utilizing the present invention, the argon production amount of 18 t/d when not applying the present invention can be reduced to 19 t/d.
.. It becomes possible to multiply to 2t/d.

分離器11からの液体アンモニアは、ライン43を経て
フラッシュドラム15に送られここで約4MPaに減圧
される。アンモニアを含む製品フラッシュガスは冷凍分
離器16に送られ、−20℃に冷却される。凝縮アンモ
ニアは分離されて、フラッシュトラム15からライン4
7を経て送られる液安ど同様に、ライン46から別のフ
ラッシュドラム17に送られる。処理された製品フラッ
シュガス約150ONm3/hはライン45から一次す
フォーミング工程3に送られ、ここで天然ガス−プロセ
スガス混合物に合流する。フラッシュドラム17に送ら
れた製品液体アンモニアはここで約2.2MPaに減圧
される。放出された製品フラッシュガスはライン48か
ら下流の冷凍分離器18に送られる。
Liquid ammonia from separator 11 is sent via line 43 to flash drum 15 where it is reduced in pressure to about 4 MPa. The product flash gas containing ammonia is sent to the refrigeration separator 16 and cooled to -20°C. Condensed ammonia is separated and sent from flash tram 15 to line 4.
Similarly, the liquid sent via line 46 is sent to another flash drum 17. Approximately 150 ONm<3>/h of treated product flash gas is sent via line 45 to the primary forming step 3 where it joins the natural gas-process gas mixture. The product liquid ammonia sent to the flash drum 17 is reduced in pressure to about 2.2 MPa. The released product flash gas is sent downstream from line 48 to refrigeration separator 18 .

ここで濃縮したアンモニアはライン49を経てアンモニ
ア放出ライン50に送られる。製品アンモニアは、ライ
ン5oを通して系外へ1520t/dで送られる。残り
の製品フラッシュガスはエジェクター14を通る循還フ
ラッシュガスによってライン51から吸引されて4MP
a以上の圧に圧縮され、次にライン52を経て脱硫工程
2の上流の圧縮天然ガス流に合流する。
The concentrated ammonia is sent via line 49 to ammonia discharge line 50. Product ammonia is sent out of the system through line 5o at 1520 t/d. The remaining product flash gas is drawn from the line 51 by the circulating flash gas passing through the ejector 14 to 4MP
a and then joins the compressed natural gas stream upstream of desulfurization step 2 via line 52.

[発明の効果] 4゜ 本発明は製品フラッシュガスの利用の方法に関する。本
発明の方法によって、製品フラッシュガスは新たに圧縮
エネルギーを用いることなくアンモニアプラントの合成
ガス発生部に循還される。
[Effects of the Invention] 4゜The present invention relates to a method of utilizing product flash gas. By means of the method of the invention, the product flash gas is recycled to the synthesis gas generation section of the ammonia plant without additional compression energy.

必要な圧縮は噴射圧縮機(エジェクター)によって行わ
れる。循還フラッシュガスの一部が駆動ガスとして作用
する。
The necessary compression is provided by an injection compressor (ejector). A portion of the recycled flash gas acts as a driving gas.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はアンモニアプラントの工程図を示す。 図中、 ■・・・・天然ガス圧縮工程 2・・・脱硫工程 3・・・・−次リフォーミング工程 4・・・・二次リフォーミング工程 5 ・・・転化工程 6・・・・二酸化炭素除去装置 7・・・・メタン化工程 8・・・・新合成ガス圧縮工程 9 ・・合成循還ガス圧縮工程 0・・・・アンモニア反応器 11・ 分離器 12 ・・水素回収装置 13・・−・稀ガス装置 14・・・エジェクター 15・・・フラッシュドラム 16・・・・冷凍分離器 17・・・フラッシュドラム 18 ・・・冷凍分離器 20−52・・・・ライン を夫々表わす。 Figure 1 shows a process diagram of an ammonia plant. In the figure, ■・・・Natural gas compression process 2...Desulfurization process 3...-Next reforming process 4...Second reforming process 5... Conversion process 6... Carbon dioxide removal device 7...Methanation process 8...New synthesis gas compression process 9...Synthetic recycled gas compression process 0...Ammonia reactor 11. Separator 12...Hydrogen recovery equipment 13...Rare gas equipment 14... Ejector 15...Flash drum 16... Refrigeration separator 17...Flash drum 18... Refrigeration separator 20-52... line respectively.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、合成用水素を炭化水素に富む原料からスチームリフ
ォーミングプロセスによって製造し、合成ガスは合成ル
ープ入口において不活性ガス、特にメタンと稀ガスを含
有し、製品アンモニアは合成循還ガスから分縮によって
分離され、水素、窒素、稀ガスおよびメタンを溶解し、
製品アンモニアを段階的または1段でアンモニアプラン
トのリフォーミング部の圧よりも低い圧に急速に減圧し
て、溶解していたガスを部分的に製品フラッシュガスと
して放出し、リフォーミング工程よりも高い圧力の1な
いし数ヶのガス流をリフォーミング工程に原料として送
ることを要するアンモニアプラントにおいて、リフォー
ミング工程の圧よりも低い圧の製品フラッシュガスをエ
ジェクターに送り、ここで駆動媒体としてリフォーミン
グ工程に要する圧よりも高い圧をもつ1ないし数ヶのガ
ス流を用いて、リフォーミング工程の圧に圧縮し、リフ
ォーミング工程の上流で合成ガス発生部に返送すること
を特徴とするアンモニアプラントにおける製品フラッシ
ュガスの物質利用の方法。 2、エジェクターの駆動媒体は、5MPaから30MP
aまでの圧力をもつ水素に富むガスであって、合成ガス
発生部の下流にある装置、特に合成ガス圧縮工程と合成
ループから脱硫工程の上流で合成ガス発生部に循還され
ることを特徴とする請求項1に記載の方法。 3、エジェクターの駆動媒体は、5MPaから10MP
aまでの圧力をもつ炭化水素に富むガスであって、脱硫
工程の上流に合成ガス発生部の原料として供給されるこ
とを特徴とする請求項1に記載の方法。
[Claims] 1. Hydrogen for synthesis is produced from hydrocarbon-rich raw materials by a steam reforming process, the synthesis gas contains inert gases, especially methane and rare gases at the inlet of the synthesis loop, and the product ammonia is separated from the recycle gas by fractionation, dissolving hydrogen, nitrogen, rare gases and methane;
The product ammonia is rapidly depressurized in stages or in one stage to a pressure lower than that of the reforming section of the ammonia plant, and the dissolved gas is partially released as product flash gas, which is higher than that of the reforming stage. In an ammonia plant where one or more gas streams at pressure are sent as feed to the reforming process, the product flash gas at a pressure lower than that of the reforming process is sent to the ejector where it is used as the driving medium for the reforming process. in an ammonia plant, characterized in that one or several gas streams having a pressure higher than the pressure required for Methods of material utilization of product flash gas. 2. The driving medium of the ejector is 5MPa to 30MPa.
a hydrogen-rich gas with a pressure of up to The method according to claim 1, wherein: 3. The driving medium of the ejector is 5MPa to 10MPa.
2. Process according to claim 1, characterized in that a hydrocarbon-rich gas having a pressure of up to .a.
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DD01C/327272-2 1989-04-05
DD32727289 1989-04-05

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