JPS6114083B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアンモニア製造の改良方法に関するも
のである。されに詳述すれば、本発明はアンモニ
ア製造の低エネルギ合成方法に関するものであ
る。

１つの面では、アンモニア合成は低圧、すなわ
ち、100気圧以下の圧力で行なわれる。別の面で
は、合成流出ガス流を水または水吸収システムで
スクラツブし、ついで合成ガスを生成するために
使用されるプロセスから回収される低レベルの熱
を使用して水−アンモニア混合物を蒸留すること
により、アンモニアが合成流出ガス流から回収さ
れる。さらに別の面では、生成アンモニアをアン
モニア吸収システムにおいて冷凍し、単蒸留シス
テムを使用して吸収剤を再構成し、水吸収システ
ムおよび冷凍システムのためにアンモニアを精製
する。

商業的アンモニアプロセスは米国特許第
3441393に開示されている。このようなプロセス
においては、アンモニア合成ガスは一連の段階に
よつて生成される。原合成ガスまたは水素富化ガ
スは、常温およば常圧において液体またはガスで
ある炭化水素の部分酸化または一次改質
（reforming）によつて形成される。原合成ガス
中の一酸化炭素はシフト（shift）転化ゾーンに
おいて二酸化炭素に転化され、されに水素が富化
される。この水素富化ガスはついで二酸化炭素を
除去するためにスクラツブされる。さらに、メタ
ン化のような精製段階を使用してほぼ３：１の比
にある水素と窒素を有する合成ガスを得る。合成
ガスはアンモニアに転化され、アンモニアは機械
的冷凍コンプレツサを使用して回収される。

商業的アンモニア合成ループ内の圧力は一般に
100気圧を超え、ほとんどが150気圧を超える。し
かしながら、１〜68気圧の圧力は米国特許第
2550389号に開示されており、20〜400気圧の圧力
は米国特許第3368869号に開示されており、40〜
120気圧の圧力は米国特許第3957449号に開示され
ている。しかしながら、低圧すなわち100気圧以
下で作動する商業的プラントはまだ知られていな
い。

米国特許第3397959号には、アンモニア製造の
等圧プロセス（すなわちプロセスを通じて本質的
に同一圧力）および装置が開示されている。この
プロセスでは合成ガスを調製する段階およびアン
モニアの合成はすべて80〜220気圧の圧力で行な
われる。

アンモニアの水回収プロセスは、Hydrocarbon
processing，1972年７月号第106〜110頁に発表さ
れた、PaganiおよびZardiの論文“New
separation process gives cheper ammonia”に
開示されている。

密閉アンモニア−水吸収−冷凍サイクルを使用
する特定プロセスにおいては、冷凍剤の機械的圧
縮を必要としないプロセスが、米国特許第
3743699号に開示されている。

本発明はアンモニア製造方法の改良に係り、水
素と窒素が20〜100気圧の圧力で反応させられて
アンモニア含有流出ガスを生成する。流出ガス中
のアンモニアは、水または水吸収システムでスク
ラツプして水−アンモニア混合物を形成し、原合
成ガスから回収される熱を使用する蒸留により水
−アンモニア混合物からアンモニアを回収するこ
とによつて回収される。生成アンモニアはアンモ
ニア吸収システムにおいて冷凍され、同一の蒸留
システムを使用して吸収剤を再構成し、水吸収シ
ステムおよび冷凍システムのためにアンモニアを
精製する。

本発明は、現在の商業的プロセスよりエネルギ
要求量を実質的に低減する、アンモニアを製造す
るための合成法に関するものである。本発明によ
り、低圧合成プロセスと、無水品質のアンモニア
を回収するために原合成ガス中の低温レベルの熱
を利用する水回収システムとの一体化により、エ
ネルギ要求量が低減されることが見出された。

アンモニア製造プロセスにおいては、１モルの
窒素に対して少なくとも３モルの水素を含有する
合成ガスが形成され、下記の反応が起こる。

3H₂＋N₂2NH₃ 水素源は最も普通には炭化水素であり、窒素源
は通常空気または空気分離装置である。原合成ガ
スを生成するための普通の商業的プロセスはスチ
ーム改質および部分酸化であるが（石炭ガス化を
含む）、他のプロセスを使用した原合成ガスを生
成することもできる。多種類の炭火水素および炭
素−水素含有フイードを使用して原合成ガスを生
成することができる。

スチーム改質プロセスにおいては、原水素富化
ガスの生成に有利な条件の下で、炭化水素がスチ
ーム改質触媒の存在においてスチームと接触させ
られる。ガス状炭化水素またはガス形態に置かれ
うる液体炭化水素、たとえば、天然ガス、ガソリ
ン領域で沸とうするLPGまたはナフサと、スチー
ムとが、一次改質プロセスにおいてスチーム改質
触媒を内蔵する管を通される。一次改質プロセス
は吸熱反応であるから、炭化水素材料から原水素
富化ガスを生成するために熱が供給される。一次
改質に続いて二次改質が行なわれ、二次改質にお
いては、なお炭化水素を含有する原水素富化ガス
が、スチーム改質触媒の存在においてスチームお
よび酸素（空気または酸素富化空気として）と接
触させられ、原合成ガスを生成する。

一次および二次改質で使用されるスチーム改質
触媒はニツケル、酸化ニツケル、クロミア、モリ
ブデン、これらの混合物などである。スチーム改
質触媒の詳細ならびに動作条件は周知である（た
とえば米国特許第3119667号参照）。

部分酸化プロセスにおいては、原水素富化ガス
の生成に有利な条件の下で、炭化水素が触媒の不
在において純酸素または酸素富化空気および通常
はある量のスチームと接触させられる。部分酸化
において使用される炭化水素は原油、残油、石炭
のようなより重いフイードである。部分酸化プロ
セスの詳細は周知であり、本発明の一部ではな
い。

原合成ガスを生成するために使用される圧力
は、使用される特定プロセスに応じて、約１〜
100気圧でありまたはこれより高い。本発明に従
つて、原水素富化ガスを生成するスチーム改質プ
ロセスの圧力は約20〜70気圧であることが好まし
い。部分酸化で使用される圧力は、７〜70気圧ま
たはこれ以上である。本発明にとつて重要なの
は、後述するように、アンモニア合成が合成ガス
を生成するためのプロセスで使用される圧力と本
質的に同じ圧力で行なわれることである。

スチーム改質、部分酸化などから得られる原合
成ガスは水素、窒素、一酸化炭素および多数の他
のガスからなる。スチーム改質または部分酸化で
使用される空気の量は、合成ガス中に適正量の窒
素を与えるように決定される。スチーム改質また
は部分酸化からの原合成ガスは、原合成ガスを生
成するために必要な熱に依存して、約540〜1210
℃の流出ガス温度を有する。したがつて、使用さ
れる特定の原合成ガスプロセスの流出ガスは、シ
フト転化プロセスを行なう前に、通常冷却され、
流出ガスからエネルギを回収する。このシフト転
化プロセス段階は、原合成流出ガス中に存在する
一酸化炭素を、触媒の存在においてスチームと反
応させて二酸化炭素と追加水素を形成するために
行なわれ、下記の水性ガスシフト転化反応が起こ
る。

CO＋H₂OCO₂＋H₂ 水性ガスシフト転化は発熱反応であるから、一
連の触媒床中で反応を行なうことが好ましい。触
媒床間の冷却要件は反応温度、触媒床の相対体積
および反応されるべき一酸化炭素の量によつて決
定される。シフト転化は高温すなわち約315〜425
℃の入口温度で行なわれあるいは低温すなわ220
〜275℃の入口温度で行なわれあるいは高温と低
温を組合わせて行なわれる。シフト転化プロセス
で使用されるシフト転化触媒は、高温シフト触媒
として本技術分野で知られている、酸化鉄、酸化
ニツケル、酸化コバルト、酸化タングステン、ク
ロミア、モリブデンなどおよび低温シフト触媒、
たとえば、銅、亜鉛、およびクロム、タングステ
ン、シリコン、バナジウム、モリブデンからなる
グループから選択された１種以上の元素であり、
これらの元素は遊離状態または化学結合状態で存
在する（米国特許第1809978号参照）。シフト転化
触媒は、高温シフト触媒も低温シフト触媒も、周
知であり、市販されている。

シフト転化で使用される圧力は原合成ガスを生
成するためのプロセス段階で使用される圧力と実
質的に同一である。

シフト転化プロセスの好適実施態様において
は、一酸化炭素は高温シフト転化ゾーンで転化さ
れ、ついで低温シフト転化ゾーンで転化される。
原合成ガスは、高温シフト転化ゾーンに約315〜
425℃、好適には約340〜400℃の入口温度で導入
され、約370〜485℃、好適には約395〜430℃の出
口温度を有する。高温シフト転化ゾーンからのガ
スは、温度の低い流れとの間接熱交換または水あ
るいはスチームの噴射による直接熱交換によつて
冷却される。冷却ガスは低温シフト転化ゾーンに
約190〜275℃の温度で導入され、発生反応熱に依
存して、約230〜290℃の出口温度を有する。

本発明に関しては、シフト転化プロセスからの
流出ガスは低レベル熱源である。この低温レベル
熱は、後で詳述するように、アンモニア合成ルー
プにおいて使用される。シフト転化プロセスから
の流出ガスは水素、窒素、二酸化炭素および他の
ガスからなる。したがつて、シフト転化プロセス
からの流出ガス中の二酸化炭素は任意の適当な方
法で除去される。

一般に、シフト転化プロセスからの流出ガスを
二酸化炭素の選択的吸収剤である材料と接触させ
ることが好ましい。周知の吸収剤系のうちの任意
のもの、化学的または物理的なもの、が使用でき
る。二酸化炭素は通常シフト転化プロセスからの
流出ガスを吸収ゾーン、好適には向流パツク形ま
たはトレイ形塔内の吸収剤と接触またはスクラツ
ブさせることによつて除去される。濃厚吸収溶液
すなわち二酸化炭素含有吸収剤は使用のために容
易に再生することができる。通常再生はストリツ
パカラムにおいて行なわれ、濃厚吸収剤溶液が二
酸化炭素と吸収剤を分離する圧力で加熱および／
または還元される。

二酸化炭素の除去後、スクラツブしたガスはガ
スを精製し、所望の合成ガスを生成するためにさ
らに処理される。二酸化炭素スクラツビングプロ
セスからの流出ガスの組成は適正な比の水素と窒
素および小量の二酸化炭素である。二酸化炭素は
アンモニア合成触媒にとつて毒物であるから、こ
のガスはメタン化プロセスで水素と反応させてメ
タンとスチームを生成する。メタン化プロセスの
ほかに、スクラツブしたガスは水を含むガス中の
不純物を除去するためにモレキユラシーブ
（molecular sieve）で処理されまたはメタン化プ
ロセスから回収された原合成ガスは形成した水を
凝出させるために冷却される。あるいは、原合成
ガスは窒素で洗浄することによつて精製される。

本発明に従つて、アンモニア合成ループは独特
なものである。合成ループ圧力は低いすなわち
100気圧以下である。さらに詳述すれば、合成ル
ープ内の圧力は20〜70気圧の範囲であり、したが
つて、原合成ガスを生成するための特定プロセス
で使用される圧力に対応しあるいはそれより低
い。さらに、本発明に従つて、低圧アンモニア合
成ループで生成されるアンモニアの回収に必要な
エネルギは、シフト転化プロセス後合成ガスから
回収される低レベル熱から実質的に得られる。さ
れに詳述すれば、アンモニア合成コンバータから
の流出ガスは水でスクラツブさせて水−アンモニ
ア混合物を形成し、この混合物は、シフト転化プ
ロセスからの流出原合成ガスとの熱交換によつて
加熱される蒸留塔で蒸留される。本発明のアンモ
ニア合成ループは低エネルギアンモニア合成ルー
プである。

本発明に係るアンモニア合成は好適には、100
気圧以下の圧力でアンモニア合成触媒の存在にお
いて新合成ガスと再循環合成ガスの混合流を反応
させることによつて行なわれる。一特定実施態様
においては、圧力は20〜50気圧の範囲であり、こ
れは水素富化ガスまたは原合成ガスを生成する大
部分の商業的スチーム改質プロセスにおける圧力
に相当する。任意のアンモニア合成触媒が使用で
きる。たとえば、触媒は現在商業的に使用される
周知の鉄または改質鉄合成触媒のうちの任意のも
のでよい。アンモニア合成反応は触媒の床を保持
するアンモニア合成コンバータで行なわれる。１
つまたは１つより多いアンモニア合成コンバータ
が使用される。垂直アンモニア合成コンバータは
垂直形態の触媒床を有し（米国特許第3475136
号）、水平アンモニア合成コンバータでは触媒床
は水平に離間して配置される（米国特許第
3567404号）。一実施態様は３床形態であり、これ
はアンモニア合成コンバータを通る各合成ガスの
アンモニアへの転化を最高にする。鉄触媒を使用
するときには、アンモニア合成コンバータ内の温
度は260〜540℃、好適には約315〜424℃に維持さ
れる。アンモニア合成コンバータ内の各点に冷合
成ガスを導入することによる、間接熱交換または
直接熱交換はアンモニア合成触媒床内の温度を維
持するために与えられる。

アンモニア合成コンバータからの流出ガスは冷
却される。本発明のアンモニア合成ループにおい
ては、アンモニア合成コンバータからの流出ガス
は水でスクラツブされ、末反応合成ガスからアン
モニアを除去する。使用される水スクラツビング
システムは水中にアンモニアを吸収しかつかなり
の吸収熱を除去することからなる。一般に、アン
モニア−水吸収システムは、垂直湿壁交換器吸
収、並流多段熱交換吸収または各トレイに伝熱区
域を有するトレイ形塔を使用するシステムでる。
各システムは再循環される未反応合成ガス中のア
ンモニアの量を約10ppmに低減することができ
る。各システムは、アンモニア合成コンバータか
らの流出ガス中のアンモニアの圧力および濃度に
応じて、約20〜80重量％のアンモニア−水混合物
すなわち水溶液濃度を生成することができる。各
吸収システムは細部では異なつているが、各吸収
システムは、アンモニア合成コンバータからの流
出ガスを水でスクラツブしてアンモニアを吸収
し、アンモニア−水混合物を形成するところの吸
収器からなる。

アンモニア−水混合物からアンモニアを回収す
るために、混合物は蒸留される。アンモニア蒸留
用エネルギの大部分はシフト転化流出ガスによつ
て与えられる。吸収器からのアンモニア水溶液は
分留され、頂部にアンモニアを生成し（500ppm
以下の水を含む）、底部に水を生成する
（100ppm以下のアンモニアを含む）。13気圧を超
える蒸気圧で頂部で回収された液体アンモニア
は、冷却して大気圧で貯蔵所へ送られなければな
らない。

本発明に従つて使用される蒸留塔は一体化蒸留
機構によつて加熱される。この機構により、蒸留
塔内の液体は、蒸留塔から数レベルにおいて液体
を取出し、各レベルの液体を熱交換器に導入する
ことによつて加熱され、それによりアンモニア−
水混合物の分離を助長する。熱交換のための液体
の各取出レベルはサイドリボライと呼ばれる。多
数のサイドリボイラが使用され、シフト転化から
の流出ガスが加熱媒体として使用される。サイド
リボイラは一連の分離した別個の熱交換器であ
り、または好適には１つ以上の熱交換器として直
列にグループされ、シフト流出ガスが管を通つて
流れ、一連の隔室がシエル側に各サイドリボイラ
を画成する。本発明の一体化蒸留機構の利点は、
プロセスガスからの低レベル熱を使用して低エネ
ルギ合成ループを与えることである。さらに、こ
のような低エネルギ合成ループは総合的な低エネ
ルギアンモニアプロセスを可能にする。

蒸留塔から回収された液体アンモニアは好適に
は大気圧で貯蔵するために吸収冷凍によつて冷却
される。冷凍セクシヨンにおいて、液体アンモニ
アは、吸収冷却により、すなわち、液体アンモニ
アを多段階でフラツシユする（６段階で16.2気
圧、37.7℃から１気圧、−33.3℃へ）ことによ
り、冷却され、溶解不活物が除去される。各段階
で発生するフラツシユ蒸気は蒸留塔からの水およ
び／またはアンモニア水溶液による吸収によつて
回収される。本発明においては、吸収されたアン
モニアはアンモニア水溶液として蒸留塔へ戻さ
れ、分留される。

水スクラツビング段階におけるアンモニア吸収
器からの未反応合成ガスは再循環させられる。し
かしながら、アンモニア合成コンバータへ再循環
させられる前に、再循環ガスは乾燥されなければ
ならない。好適実施態様では、再循環ガスは水お
よび他の不純物を除去するモレキユラシーブを通
される。

本発明の低エネルギアンモニア合成ループにお
いては、要求される唯一の圧縮は再循環ガスを圧
縮することである。再循環圧縮機は好適にはモレ
キユラシーブまたはトリエチレングリコールを使
用するような他の水除去装置による水の除去の後
に配置される。しかしながら、再循環圧縮機は乾
燥の前に配置することもできる。

本発明のよりよい理解のために、図面に示され
た以下の実施例および特定実施態様について説明
する。

本発明の実施において各種のバルブ、ポンプ、
制御器および関連補助機器が必要であることは理
解されるであろう。これらの部品の必要性、位置
および使用方法は当業者には周知であるから、簡
明にするために、これらの部品は図示または記載
されてない。

第１図を参照すると、原合成ガスを生成するた
めに一次および二次改質を使用する一特定実施態
様が示されている。天然ガスまたはナフサであり
うる炭化水素フイードはライン１１に導入され
る。特定的には、天然ガスのフイード、2636.9モ
ル／時（MPH）がライン１１に導入され、予熱
器１２で約400℃に予熱される。この予熱器は一
次改質装置１３の対流セクシヨンン内にある。ガ
スはついで予処理器へ通される。炭化水素フイー
ドは、後続の工程段階に悪影響を及ぼしうる望ま
しくない成分を除去しまたはその濃度を低減する
ために予処理を必要とする。たとえば、多くの炭
化水素フイードはスチーム改質の毒物である硫黄
を含有する。このような場合には、予処理器１５
は酸化亜鉛ガードチヤンバのような既知の脱硫器
である。あるフイードの場合には、予処理器１５
は予熱器１２の前に置かれる。予処理器１５から
の流出ガスはライン１６に導入されかつライン１
７により導入されるスチームの10004MPHと混合
され、このスチームは約415℃の温度と47.6気圧
の圧力を有する。この混合流はさらに510℃に予
熱され、一次改質装置13内に配置された管１８の
ような、改質触媒を内蔵する管状一次スチーム改
質反応ゾーンに導入される。一次改質は約40気圧
の出力圧力において行なわれ、ライン１９内の原
合成ガスの温度は約808℃である。一次スチーム
改質からの原合成ガスは二次改質装置２０へ送給
される。ライン２１には、圧縮されかつスチーム
の389.7MPHと混合されたプロセス空気の
4122.9MPHが導入される。混合流と空気流は二
次改質装置２０に導入されたとき約693℃の温度
になる。二次改質装置２０からの流出ガスすなわ
ち原合成ガスは、ライン２２に導入されていくつ
かの流れと間接熱交換を行なう。原合成ガスは熱
交換器２３を通され、水と間接熱交換して510
℃、103気圧の過熱スチームを生成する。原合成
ガスすなわち流出ガスはついでライン２４により
シフトコンバータ２５へ通される。シフトコンバ
ータ２５は高温シフト段階２６と低温シフト段階
２７を有する。高温シフト段階２６へのフイード
は21718.8MPHの率および約371℃の入口温度に
ある。高温シフト段階２６からの流出ガスは、
430℃の温度にあり、交換器２８を通されて間接
熱交換によりその温度を低下し、ライン２９を通
つて低温シフト段階２７の入口に至るガスの温度
が約211℃になる。流出ガスは低温シフト段階２
７からライン３０に導入され、約238℃の温度に
おいて9311.1MPH水素、3041.2MPH窒素、
53.8MPHメタン、39.0MPHアルゴン、
2761.8MPH二酸化炭素、45.8MPH一酸化炭素お
よび6466.1MPH水の組成を有する。流出ガスは
熱交換器３１を通される。この熱交換器は蒸留塔
３２内の材料を加熱するための一連のサイドリボ
イラであり、これに関しては後で詳述する。熱交
換器３１からの流出ガスは約82℃の温度および約
36気圧の圧力を有する。流出ガスはライン３３に
よりコンデンサ３４へ通され、ここで
6418.1MPHの水がライン３５により除去され
る。原ガスはライン３６により取出され、二酸化
炭素吸収器３７に導入される。吸収器３７に導入
された原ガスはライン３８により導入される吸収
剤と接触させられる。この吸収剤は二酸化炭素の
市販の再生可能な吸収剤であり、たとえば、物理
的吸収剤としてのポリエチレングリコールのジメ
チルエーテル（Allied ChemicalのSelexol
Process）である。吸収器３７内でガスに向流し
て通された豊富な吸収剤はライン３９により除去
される。ライン３６により吸収器３７に導入され
るガスは2761.8MPHの二酸化炭素を含有し、ラ
イン４０により取出されるガスは12.5MPHの二
酸化炭素を含有する。ライン３９からの豊富な吸
収剤は二酸化炭素ストリツパ（図示せず）へ通さ
れ、ライン３８により再導入するために再生され
る。ライン４０内のガスはまた45.8MPHの一酸
化炭素を含有し、各炭素酸化物を除去するために
メタン化器４１へ通される。ライン４２により取
出されるメタン化器流出ガスは、3039.4MPH水
素、3012.8MPH窒素、11.0MPHメタン、
38.6MPHアルゴンおよび70.8MPH水を含有す
る。このガスはモレキユラシーブの乾燥ゾーン４
３へ通される。乾燥ゾーン４３はまたライン４４
により導入されるアンモニア合成ループからの再
循環ガスを乾燥する。

新合成ガスと再循環合成ガスの混合流はライン
４５により約38℃の温度、33気圧の圧力で再循環
ガスコンプレツサ４６に導入され、ライン４７に
より約47℃、36気圧で64492.6MPHの率の合成ガ
スをアンモニア合成コンバータ４８に供給する。
アンモニア合成コンバータ４８は、全体で10829
立方フイートの市販のアンモニア合成触媒を内蔵
する３つの触媒床を有する。合成コンバータの出
口圧力は35気圧であり、ガスは約377℃の温度を
有する。アンモニア合成流出ガスはライン４９に
より取出され、熱交換器５０内で冷却後ライン５
１によりアンモニア吸収器５２に導入され、アン
モニア合成流出ガス中のアンモニアを除去する。
再循環ライン４４内のアンモニア水洗スクラツパ
５２からの再循環ガスは、33347.4MPH水素、
11116MPH窒素、6319.5MPHメタン、2450.5MPH
アルゴン、本質的に0MPHアンモニア、および
100.2MPH水を含有する。アンモニア合成ループ
内にメタンとアルゴンが集積するのを防止するた
めにガスパージがライン４４からライン５３によ
つて取られる。スクラツバ５２として２段階アン
モニア吸収器が使用され、吸収器の最後段階から
の水−アンモニア混合物は、総合13782.5MPHの
うち5796.8MPHアンモニアと7991，2MPH水の組
成を有し、ライン５４により蒸留塔３２へ循環さ
せられる。塔３２に導入された水−アンモニア混
合物は、前述したように、交換器３１内を通るシ
フトコンバータの流出ガスとの熱交換によつて加
熱される。アンモニアはライン５５により上方に
取出され、熱交換器５６により冷却され、ライン
５７により凝縮容器５８に導入される。容器５８
内の液体アンモニアは約38℃の温度および約15気
圧の圧力を有する。小量の不活性物がライン５９
により排出され、液体アンモニアの幾分かがライ
ン６０により蒸留塔３２へ再循環させられる。蒸
留塔３２の底部から回収される水はライン６１に
よりスクラツバすなわちアンモニア吸収器５２へ
再循環させられる。160MPHの率の補充水がライ
ン６２により導入される。

ある場合には凝縮容器５８内の条件にある液体
アンモニアはあるプロセスで使用されうる。しか
しながら、ほとんど場合に無水アンモニアは周囲
圧力で貯蔵されるべきであり、したがつてライン
６３により取出され、第２図に関して詳述するよ
うに、吸収式冷凍ユニツト６４内で冷却され、ラ
イン６５により貯蔵所へ送られる。吸収式冷凍ユ
ニツト６４の一特定実施態様は第２図に示されて
いる。第２図で使用される参照数字は第１図に示
した各流れおよび機器を指すものである。したが
つて、第２図には示されていないが、蒸留塔３２
は第１図で詳述したようにサイドリボイラすなわ
ち熱交換器３１によつて加熱される。されに、第
２図では、アンモニア吸収器５２は垂直湿壁交換
器−吸収器として示されている。

第２図を参照すると、ライン６３により回収さ
れる液体アンモニアは２つのライン７０，７１に
分割される。ライン７０内のアンモニアは減圧バ
ルブ７２を通され、ついでフラツシユ容器７３内
へ通され、この容器内には６段階がある。アンモ
ニアがフラツシユされると、アンモニアは冷却さ
れ、アンモニアの一部分はライン７４により液体
として回収され、一部分はライン７５により蒸気
として除去される。蒸気の一部分は、熱交換器７
６内で、減圧バルブ（図示せず）を通してライン
７７によりフラツシユ容器７３の第一段階に導入
されるライン７１からのアンモニアの一部分と熱
交換させられる。この操作は各段階において反復
され、最後段階において液体は周囲圧力、−33.3
℃でライン６５により除去される。ライン７８内
の蒸気は周囲圧力にある。

フラツシユ容器からの各蒸気は水吸収器７９に
収集され、この水吸収器はシエル管形熱交換器で
ありうる。管内へライン８０により水または他の
冷却媒体が導入され、管内を通され、ライン８１
により除去される。水または他の冷却媒体は吸収
熱によつて加熱される。吸収器７９はフラツシユ
容器７３と同様に６段階を有する。水は蒸留塔３
２の底部から取出され、吸収器７９の第一段階に
導入される。この水はシエル側にスプレイとして
または他の手段で導入され、ライン７８により導
入される蒸気と緊密に接触させられる。アンモニ
ア水溶液はライン８３により第一吸収段階から取
出され、やはりスプレイとしてまたは他の手段で
第二段階に導入され、吸収器７９の該段階に導入
される蒸気と緊密に接触させられる。これは各後
続段階において行なわれ、ライン７５により導入
される蒸気が吸収器７９の最後段階において吸収
される。最後段階からの水−アンモニア混合物は
ライン８４により取出され、蒸留塔３２に導入さ
れる。

本発明の完全に一体化したアンモニア合成ルー
プは現在市販のアンモニアプロセスより実質的に
すぐれたエネルギセービングを与える。本発明の
合成ループを使用することにより２〜
6MMBTV／STのアンモニアのセービングが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様を示す流れ線図で
ある。第２図は本発明の冷凍装置を示す流れ線図
である。 １２：予熱器、１３：一次改質装置、１５：予
処理器、１８：管、２０：二次改質装置、２３：
熱交換器、２５：シフトコンバータ、２８：熱交
換器、３１：熱交換器、３２：蒸留塔、３４：コ
ンデンサ、３７：二酸化炭素吸収器、４１：メタ
ン化器、４３：乾燥ゾーン、４６：コンプレツ
サ、４８：アンモニア合成コンバータ、５０：熱
交換器、５２：アンモニア吸収器、５８：凝縮容
器、６４：吸収式冷凍ユニツト、７３：フラツシ
ユ容器、７９：水吸収器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高圧下で炭化水素のスチーム改質、シフト転
   化、二酸化炭素の除去、アンモニア合成ガス生成
   のためのメタン化、アンモニア合成、水へのアン
   モニア吸収、該水からのアンモニアの蒸発、アン
   モニア蒸気の凝縮、および該凝縮アンモニアの冷
   凍による環境圧力下における液体アンモニアの生
   成工程を含む低エネルギ・アンモニアの合成法に
   おいて、 アンモニア合成の前にアンモニア合成ガスから
   水を除去し； 得られた水を含まない合成ガスを20〜70気圧の
   圧力においてアンモニアに転化し； 前記シフト転化工程からの熱を使用して水から
   アンモニアを蒸発させることを特徴とする低エネ
   ルギ・アンモニア合成法。 ２ 前記凝縮アンモニアの冷凍は、高圧からの凝
   縮アンモニアの膨張により行なつて、環境圧力下
   で液体アンモニアを生成させ；アンモニア蒸気を
   水に吸収させることによつて回収することをさら
   に特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のアン
   モニア合成法。