NO153169B - Fremgangsmaate for fremstilling av ammoniakk - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling av ammoniakk.

Ved syntese av ammoniakk er det vanlig å føre en blanding av nitrogen og hydrogen over en jernkatalysator ved forhøyet trykk og temperatur, kjøle den reagerte gass til en temperatur ved hvilken ammoniakk kondenseres, fraskille væskeformig ammoniakk og føre ureagert gass over jernkatalysatoren på ny, vanligvis ved at gassen resirkuleres. Jo lavere trykket er, desto kraftigere nedkjøling kreves, og følgelig vil et punkt nås ved hvilket besparelsen i kapitalkostnader og kompresjons-energi som følger med et lavere trykk, oppveies av økte kostnader til frembringelse av lav temperatur. Det er derfor blitt foreslått å utvinne ammoniakk ved absorpsjon i vann, men dette med-fører det problem å hindre at vann kommer i kontakt med katalysatoren og deaktiverer den. Det er blitt foreslått av SNAM-tekno-. loger at vannet kan fjernes ved kjøling (britisk patent 1 115 952) og videre behandling såsom adsorpsjon (britisk patent 1 314 939) eller vaskning med flytende ammoniakk (Hydrocarbon Processing, juli 1972, 108-110) i prosesser ved trykk som fortrinnsvis ligger i området 130-200 bar. Under 120 bar, spesielt 100 bar eller lavere, f.eks. 40-80 bar, er SNAM-prosessen mindre attraktiv, da kjøletrinnet krever kraftig nedkjøling. Det er blitt foreslått, jfr. britisk patent 1 064 071, å tørke resirkulerings-gassen med silika-gel som skiftevis plasseres i et tørkesjikt og et regenereringssjikt mellom syntese-varmeveksleren og absorpsjonsinnretningen.

Det ble nå funnet en fremgangsmåte til å fjerne både vann og ammoniakk fra resirkulasjonsgassen uten det kjøletrinn som er angitt i SNAM-prosessen (a) ved anvendelse av et fast absorpsjonsmiddel og regenerering av absorpsjonsmidlet uten ytre oppvarmning og evt.(b) ved kontakt med kald vandig ammoniakk.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen til fremstilling

av ammoniakk omfatter de følgende trinn:

(a) en blanding av nitrogen og hydrogen ledes over en ammoniakksyntesekatalysator, hvorved en ufullstendig omsetning til ammoniakk finner sted; (b) den omsatte gassblanding kjøles; (c) ammoniakk utvinnes fra den kjølte gassblanding ved absorpsjon i vann; (d) ureagert gass tørkes og resirkuleres til trinn (a), og (e) en strøm inneholdende resirkulert syntesegass uttas og behandles for å fraskille en hydrogenanriket strøm, som returneres til trinn (a); karakterisert ved at (i) det anvendes et trykk under 120 bar abs; (ii) i trinn (d) tørkes den ureagerte gass ved at den føres gjennom en charge av regenererbart fast. absorpsjonsmiddel inntil chargen er belastet med vann, og den ureagerte gass-strøm omdirigeres til en frisk eller regenerert charge;

(iii) etter trinn (a), men før trinn (c) bringes syntesegass

i kontakt med den vann-belastede charge som dannes i trinn (ii), hvorved man uten å benytte noen annen regenereringsgass for-trenger vann fra chargen og derved regenererer denne for anvendelse i trinn (ii);

(iv) det fortrengte vann fraskilles sammen med ammoniakken

i trinn (c); og

(v) den regenererte charge kjøles med den hydrogenanrikede strøm fra trinn (e) før chargen bringes til anvendelse i trinn (d).

Frisk nitrogen-hydrogen-blanding blir mest hensiktsmessig tilført prosessen mellom trinn (c) og (d), hvorved vanndamp-innholdet i den fjernes av det faste absorpsjonsmiddel. Mindre hensiktsmessig kan den innføres mellom trinn (b) og (c).

I en resirkulasjonsprosess vil konsentrasjonen av eventuelle ikke-reagerende gasser såsom metan og edelgasser og nitrogen eller hydrogen i overskudd utover den støkiometriske mengde gradvis øke. Følgelig avtappes en strøm inneholdende resirkulert syntesegass. Den avtappede gass inneholder hydrogen av vanligvis metan og kan således anvendes som et brennstoff eller som hydrogeneringsgass, men energiøkonomisk er det bedre å behandle den, eksempelvis ved kryogenfraksjonering eller selektiv adsorpsjon eller diffusjon, for fraskillelse av en hydrogenanriket strøm, som returneres til syntesen. Den nevnte avtapning av gass foretas mest hensiktsmessig etter ammoniakk-absorpsjonen før, eller mindre hensiktsmessig etter, tilførselen av frisk syntesegass.

Temperaturen for trinnene i prosessen er typisk som følger:

Innenfor disse grenser kan temperaturen reguleres ved midler såsom innføring av kald eller varm gass, indirekte varmeveksling med utgangsgassblandingen før reaksjon eller indirekte varmeveksling med andre strømmer, såsom vann eller vanndamp. Det kan anvendes mer enn ett katalysatorsjikt;

Trinn (b) kjøling utføres typisk i flere steg, f.eks.

trinn (c) etter absorpsjon av ammoniakk i vann forlater den ureagerte gass absorpsjonsinnretningen ved 30-40°C;

trinn (d) gass som tilføres det faste absorpsjonsmiddel er normalt ved 30-40°C. Det er bare en liten eksoterm absorpsjons-varme, da vanninnholdet i gassen som tilføres absorpsjonsmidlet er meget lavt, den kalde gass oppvarmes på ny til katalysator-innløpstemperaturen i det første kjølesteg i trinn (b);

trinn (iii) den temperatur ved hvilken det faste absorpsjonsmiddel regenereres, avhenger av hvilket^absorpsjonsmiddel som

anvendes, og velges også med henblikk på å sikre at den annen charge av absorpsjonsmiddel regenereres i tilfredsstillende grad før den våte gass omdirigeres til denne charge fra den første charge. Plasseringen av beholderen som inneholder absorpsjonsmidlet, blant de kjølesteg eller -stadier som anvendes ved kjøling av den reagerte syntesegass, velges under hensyntagen til den temperatur som ønskes. Regenereringen kan utføres ved hjelp av en liten strøm av høytemperaturgass (resten ledes utenom) eller en større strøm av mindre varm gass. Foretrukne temperaturer ligger i området 60-350°C.

Fremgangsmåten er særlig godt egnet ved trykk i området 30-120, f.eks. 40-80 bar abs. Slike relativt lave trykk gjør det godt mulig i praksis å omdirigere gass-strømmene ved hjelp av ventiler og er også ønskelige da de helt eller tilnærmet kan oppnås ved fremstilling av frisk syntesegass, slik at frisk syntesegass bare behøver å komprimeres med høyst 50%, fortrinnsvis høyst i den grad som er påkrevet for opprettholdelse av sirkula-sjon, f.eks. opp til 20% eller med høyst 100 bar (spesielt 20-80 bar) såsom i en "enkeltløpet" kompressor-sirkulator. Kombina-sjonen av fremgangsmåten til syntese av ammoniakk, som angitt i det foreliggende, med fremstilling av frisk syntesegass under anvendelse, av denne begrensede komprimering av frisk syntesegass, om komprimering anvendes i det hele tatt, er blitt funnet å

være meget fordelaktig. Fremstillingen av syntesegass kan spesielt utføres ved partiell oksydasjon av et karbonholdig utgangsmateriale ved 30-120 bar abs. eller ved katalytisk vanndamp-omformning av gassformige eller normalt væskeformige hydrokarboner ved slike trykk eller mer hensiktsmessig 40-80 bar abs., idet disse trinn i begge tilfeller følges av kjente trinn, innbe-fattende vekselreaksjon og fjerning av karbonoksyder. Når fremstillingen av syntesegass utføres ved primær vanndamp-omformning ved 40-80 bar under dannelse av en gass med et metaninnhold i området 10-20 volum% på tørr basis, sekundæromformning med tilstrekkelig luft til å gi et H2/N2~forhold på 2,0-2, 9/veksel-omsetning og fjerning av karbonoksyder og følges av fjerning av nitrogenoverskudd fra syntesegassen etter utvinning av ammoniakk fra denne og tilbakeføring av en hydrogenanriket strøm til syntesen, er ammoniakkfremstillingsprosessen som helhet spesielt økonomisk når det gjelder energiforbruk.

Det regenererbare faste absorpsjonsmiddel kan være hvilket som helst oksyd som kan oppta og avgi vann, f.eks. alumina, silika-gel, amorfe aluminosilikater og krystallinske aluminosilikater, som avgir vann ved temperatur opp til 550°C - den høyeste temperatur som bekvemt kan nås i omsatt ammoniakk-syntesegass. Aktivkarbon kan anvendes om det ønskes. Forbind-elser som natriumhydroksyd og kaliumhydroksyd er mindre hensikts-. messige da de har relativt lave smeltepunkter. Blant de krystallinske aluminosilikater er zeolittene spesielt godt egnet. Småporede zeolitter såsom zeolitter av A-typen (for eksempel

3A og 5A), chabazitt og erionitt, zeolitter med middels store porer, såsom mordenitt og zeolitter av ZSM-5-familien, og også storporede zeolitter såsom zeolitter X, Y og omega kan anvendes. Særlig når zeolitten foreligger i sin hydrogen- eller tungmetall-kation-form, vil den absorbere også ammoniakk og således nedsette andelen av ammoniakk i den gass som tilføres katalysatoren; denne absorberte ammoniakk desorberes i regenereringstrinnet og gjen-vinnes i ammoniakkseparasjonstrinnet. Tungmetall-kationet er fortrinnsvis et kation som danner ammin-komplekser, f.eks. kobber, sølv, kobolt eller nikkel.

Hver charge av fast absorpsjonsmiddel kan inneholde

mer enn ett materiale. Det ligger også innenfor oppfinnelsens ramme å anvende to eller flere charger i parallell, slik at, f. eks. ved tørkingen, en stor andel av gassen strømmer gjennom én charge og tørkes ved hjelp av denne, og en liten andel strømmer gjennom den andre chargen og gjør denne klar til bruk ved at den kjøles fra sin regenereringstemperatur til temperaturen av den gass som skal tørkes. Ved regenereringen kan på lignende måte en del av gass-strømmen ledes gjennom én charge, som derved regenereres, mens en annen del ledes gjennom den andre chargen, som derved oppvarmes og forberedes for regenerering. Ved en særlig økonomisk prosessføring anvendes tre charger, som på hvilket som helst gitt tidspunkt henholdsvis tørker syntesegass, regenereres og kjøles etter regenerering. Ved en foretrukken anordningsmåte anvendes to charger i parallell for tørking av syntesegass, og disse benyttes tidsforskjøvet med halvparten av vannbelastningstiden. Meget hensiktsmessig velges gass-strømnings-

hastighetene og temperaturene ved regenerering og kjøling slik at både regenerering og kjøling finner sted innenfor vannbelastningstiden, eller - ved den foretrukne anordningsmåte - halvparten av denne tid. Ved slike anordningsmåter er det mulig å unngå fluktuasjoner i gasstemperaturen og i regenererings-effektiviteten når gass-strømmene omdirigeres fra den første til den annen charge. Den ovenfor nevnte hydrogenrike strøm som fraskilles fra avtapningsstrømmen, blir meget hensiktsmessig anvendt til kjøling av det regenererte absorpsjonsmiddel før den returneres til syntesen.

En foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen går ut på at innholdet av gjenværende vann i trinn (d) nedsettes ved at den ureagerte gass bringes i kontakt med flytende vandig ammoniakk ved en temperatur under 0°C før gassen bringes i kontakt med det faste absorpsjonsmiddel.

De ovenfor angitte katalysatortemperaturer og drifts-trykk gjelder en syntesekatalysator av den vanlige type, nemlig jern med aktiverende mengder av. ikke-reduserbare oksyder, såsom oksyder av kalium, kalsium, aluminium og andre såsom beryllium, cerium eller silisium. For at jernkatalysatoren skal få maksimal aktivitet, hvilket kan kompensere for den lavere reaksjonshastighet på grunn av lavt trykk, inneholder katalysatoren fortrinnsvis også kobolt, hensiktsmessig i en mengde på 1-20 vekt% beregnet som Co304 på det samlede oksydiske materiale fra hvilket katalysatoren fremstilles ved reduksjon, og i hvilket jernoksydet i sin helhet antas å være Fe304. Katalysatoren kan være i form av partikler i sikteområdet 18^4 ASTM (1-4,7 mm), særlig 10-5(2-4), hvis man ønsker å maksimere deres tilgjengelige kontaktflate, eller større, f.eks. opp til 20 mm; anordningen av katalysatoren i syntesereaktoren kan derfor fortrinnsvis gi korte gass-strømningsbaner eller -ruter, såsom ved radiell eller sekant-rettet strømning i en sylindrisk reaktor. Katalysatorvolumet er hensiktsmessig i omradet 100-200 m 3 pr. 1000 tonn produkt pr. døgn. Ved de foretrukne syntesetrykk er den oppnåelige passasje-omdannelse over syntesekatalysatoren relativt lav og gir en ammoniakk-utløpskonsentrasjon i området 8-12 volum%. Forholdet mellom resirkulert gass og frisk gass er hensiktsmessig i området 4-6.

I trinn (c) blir ammoniakken fortrinnsvis absorbert

i vandig ammoniaKK istedenfor eller i tillegg til rent vann,

med sikte på oppnåelse av en så konsentrert oppløsning av ammoniakk som mulig. Mer enn ett absorpsjonssteg kan anvendes.

Den oppløsning som tilføres det første absorpsjonssteg, inneholder fortrinnsvis 15-30 vekt% ammoniakk og avhendes med en konsentrasjon som normalt ligger i området 20-50 vekt% til brukere av vandig ammoniakk, eller føres til et destillasjonssystem. Oppløsninger som tilføres i etterfølgende absorpsjonssteg, vil. normalt inneholde opp til 10 vekt% ammoniakk.

Den vandige ammoniakk som gassen bringes i kontakt

med i trinn (d) for fjerning av restvann, har en temperatur som fortrinnsvis er under -10°C, helst i området -25 til -33°C. Oppløsninger som inneholder henholdsvis minst 8, minst 16 og

minst 19 vekt% NH^, nedsetter ammoniakkinnholdet, fortrinnsvis til under 1 volum%, og nedsetter vanninnholdet til under 500ppm/ f.eks. 5-100 ppm på volumbasis. Følgelig er det mulig å oppnå

en meget gunstig omdannelse av syntesegass og likevel i det vesentlige unngå at katalysatoren forgiftes av vann. De nødvendige lave temperaturer tilveiebringes ved hjelp av et nedkjølingssystem med lavt energiforbruk på grunn av de små mengder av vann og ammoniakk som absorberes. Meget bekvemt utføres nedkjølingen ved fordampning av væskeformig vandig eller vannfri produsert ammoniakk fulgt av resirkulering av ammoniakkgassen til ammoniakkutvinningssystemet, slik at særskilte nedkjølingsmaskiner ikke behøves.

Den gass som erholdes etter kaldkontakt-behandlingen, kan føres over det faste absorpsjonsmiddel, f.eks. et molekylsikt-materiale, for mer fullstendig fjerning av vann og/eller ammoniakk fra gassen, hvilket gir en viss sikkerhetsmargin for det tilfelle at noe skulle svikte i kaldkontaktbehandlingssteget. Ved anvendelse av begge aspektene av oppfinnelsen kan det oppnås en optimalisert prosess med begrenset nedkjøling og begrenset volum av fast absorpsjonsmiddel.

Det vises nå til tegningen:

Fig. i er et flytskjema vedrørende en ammoniakksyntese-sløyfe som anvendes i henhold til det første aspekt av oppfinnelsen, hvor alternative-gass-strømningsruter A og B er vist,

fig. 2 representerer en ammoniakk-absorpsjonsinnretning egnet til bruk i henhold til oppfinnelsen.

Det vises til fig. 1, hvor rute A skal beskrives først. Frisk syntesegass tilføres ved 10 fra en syntesegass-fremstillings-seksjon i hvilken karbonoksyder fjernes ved et prosesstrinn,

såsom absorpsjon i kobbervæske eller metanisering, hvilket etter-later et restinnhold av vann. Alternativt - hvis den friske syntesegass er blitt renset kryogent, eller hvis den er blitt grundig tørket - tilføres den ved 11. Den fuktige gass fra 10 forenes med resirkulert ureagert syntesegass (vil bli beskrevet) ved 12 og føres via rute A til tørkeren 14, som inneholder et fast absorpsjonsmiddel for vann, f.eks. et molekylsikt-materiale. Tørket gass forlater tørkeren 14, blandes med en returstrøm av hydrogen ved 13 (hvis tilstede:stiplet rute beskrevet nedenfor) og tilføres sirkulatoren 18, hvor gassens trykk økes tilstrekkelig til at sirkulering opprettholdes. I den alternative prosess hvor det anvendes tørr frisk syntesegass, føres bare resirkulert gass gjennom tørkeren 14, og den tørre friske syntesegass og en returstrøm av hydrogen (hvis tilstede: stiplet rute beskrevet nedenfor) som tilføres ved 11, forenes med tørr resirkulert gass ved 13 og føres til sirkulatoren 18. Gass fra sirkulatoren 18 blir ved 20 forenet med en returstrøm av hydrogen (vil bli beskrevet) hvis en sådan anvendes, og oppvarmes i en matestrøm/avløpsstrøm-varmeveksler 22 til innløpstemperaturen for ammoniakk-syntesekatalysatoren i reaktoren 24. (Den stiplede rute fra punkt 19 er beskrevet nedenfor). Varm omsatt gass som forlater reaktoren 24, føres gjennom den varme side av varmeveksleren 22 og kan oppdeles ved punkt 26 i en omførings-strøm som ledes gjennom en reguleringsventil 28 til gjenforeningspunktet 30, og en regenereringsstrøm som ledes via rute A inn i og ut av tørkeren 16 til gjenforeningspunktet 30. Gass fra punkt 30 kjøles ytterligere ved 32 og føres til absorpsjonsinnretningen

34, i hvilken den vaskes med vann. Absorpsjonsinnretningen 34 inneholder en nedre seksjon som tilføres mager vandig ammoniakk-oppløsning 36, i hvilken det meste av ammoniakken i gassen opp-løses, og en øvre seksjon som tilføres kaldt vann eller meget svak vandig ammoniakkoppløsning 38. Ved anvendelse av disse to seksjoner vil økningen i damptrykket av ammoniakk og vann på grunn av oppløsningsvarmen stort sett begrenses til den nedre seksjon, slik at den gass som erholdes fra absorpsjonsinnretningen, bare vil inneholde en lav konsentrasjon av ammoniakk og vann. Vandig konsentrert ammoniakkprodukt uttas ved 40 og føres til et destillasjonssystem for fremstilling av vanhfri ammoniakk.

Gassen fra toppen av absorpsjonsinnretningen 34 føres i sin helhet til punkt 12 for tørking og resirkulering hvis den ikke inneholder ikke-reaktive bestanddeler. I motsatt fall (opptrukne linjer) deles den ved 42 i en hovedresirkuleringsstrøm som føres til punkt 12, og en avtapningsstrøm som føres til hydrogen-gjenvinningsenheten 44. Enheten 44 innbefatter normalt en tørker og et kryogent fraksjoneringsanlegg hvor gassen nedkjøles til ca. -188°C for utkondensering av metan og edelgasser og eventuelt overskudd av nitrogen. Den ikke-kondenserte fraksjon som består av hovedsakelig rent hydrogen, sammen med tilstrekkelig nitrogen hvis dette ikke foreligger i overskudd i hovedresirkulasjons-strømmen, føres via en blåser 46 til punkt 20, hvor den forenes med syntesegass som skal oppvarmes ved 22 og tilføres reaktoren 24. Den ikke-kondenserte fraksjon fordampes på ny for kjøling av avtapningsgass som tilføres enheten 44, og slippes ut ved' 48. Hvis den inneholder tilstrekkelig metan, kan den anvendes som brennstoff i en ovn i syntesegass-fremstillingsseksjonen.

Hvis separasjonsenheten er hensiktsmessig utformet, kan den

gass som slippes ut ved 48, bestå av et antall strømmer hvorav en er en metanrik strøm egnet som utgangsmateriale ved fremstilling av syntesegass.

Den stiplede rute fra punkt 19 til enheten 44

og fra denn: <J>;il punkt 11 er et alternativ til den fullt opptrukne rute fra punkt 42 til enheten 44 og videre til punkt 20. Det har den fordel at gass uttas like nedstrøms for sirkulatoren 18 hvor gasstrykket er høyest, og returneres like oppstrøms for sirkulatoren 18 hvor gasstrykket er lavest, slik at det ikke behøves en særskilt blåser, såsom 46.

Under drift ifølge den prosessføring hvor gass-strømningsrutene A anvendes, blir tørkeren .14 gradvis mer vann-holdig. Når tørkeren 14 har opptatt vann i en på forhånd bestemt grad, omdirigeres gass-strømmen til rutene B. Varm omsatt syntesegass strømmer da gjennom tørkeren 14 og fuktig resirkulasjonsgass eventuelt inneholdende fuktig frisk syntesegass fra syntesegass-fremstillingsseksjonen gjennom tørkeren 16. Når tørkeren 16 er vann-belastet til det forutbestemte nivå, kobles gass-strømmen tilbake til rutene A. En av tørkerne 14

og 16 kan dupliseres, hvorved temperaturen kan reguleres før anvendelsen ved hjelp av en sidestrøm av den gass som skal til-føres vedkommende tørker. Alternativt føres returstrømmen av hydrogen fra enheten 44 gjennom den regenererte charge for kjøling og deretter til innløpet av sirkulatoren 18.

På flytskjemaet er reaktoren 24 for enkelhets skyld vist med bare ett katalysatorsjikt, ett gasstilførselspunkt og en ytre matestrøm/avløpsstrøm-varmeveksler og uten indre kjøling eller ytre varmegjenvinningsinnretninger. I praksis vil man anvende en mer komplisert reaktor. Videre er kjølingen av den omsatte syntesegass representert ved matestrøm/avløpsstrøm-varmeveksleren 22 og kjøleren 32; i praksis vil varme bli gjen-vunnet ved eksempelvis anvendelse i dampkjeler og/eller til oppvarmning av kjelevann ved hjelp av varmeveksling oppstrøms og/ eller nedstrøms for 22, og bare varme som vanskelig kan utnyttes, går til spille.

I en synteseprosess ved 51 bar trykk hvor det fremstilles 1360 tonn ammoniakk pr. døgn, anvendes hensiktsmessig tre charger (hver på 20 tonn) av zeolitt A, to i parallell ved posisjon 14 for tørking av resirkulert syntesegass ved 35°C og en ved posisjon 16 som undergår regenereringsbehandling ved hjelp av omsatt syntesegass ved 300°C, fulgt av kjøling ved hjelp av hydrogenstrømmen fra enheten 44. De to sjikt ved posisjon 14 anvendes tidsforskjøvet med halvparten av den tid dét tar å belaste hvert sjikt med vann, og den samlede tid for regenerering og kjøling reguleres til halve belastningstiden. Typiske gass-sammensetninger og -strømningshastigheter er:

Det vises nå til fig. 2. Til absorpsjonsinnretningen 110 blir det ved 1.12 tilført kjølt, omsatt ammoniakk-syntesegass fra en katalytisk reaktor og et kjølesystem (ikke vist). Gassen føres gjennom et fyllmateriale 114, gjennom hvilket det ovenfra og nedover via ledning 116 føres en strøm av vandig ammoniakk som uttas fra bunnen av et destillasjonssystem (ikke vist). Oppløsning anriket på. ammoniakk uttas fra bunnen av absorpsjonsinnretningen 110 ved 118 og føres som utgangsmateriale til destillasjonssystemet. Om det ønskes kan fyllmaterialet 114 være oppdelt i to eller flere"seksjoner, hver tilført vandig ammoniakk av forskjellig konsentrasjon, som kan erholdes fra forskjellige seksjoner av et destillasjonssystem. For oppnåelse av en hurtigere fjerning av ammoniakkens oppløsningsvarme kan oppløsning som uttas fra bunnen av fyllmaterialet 114 eller av en eller flere seksjoner av dette, uttas, kjøles og pumpes tilbake til toppen av fyllmaterialet eller av en seksjon av dette. Gass fra hvilken ammoniakk er fjernet, føres fra toppen av fyllmaterialet 114 oppover gjennom skorsteinsplaten 120, hvor den kommer i kontakt med kald vandig ammoniakk i fyllmaterialet 122. Den kalde vandige ammoniakk absorberer vann og ammoniakk fra gassen, samler seg på flaten 120 og føres ut ved 126. Her-fra føres den via en pumpe 128 til en varmeveksler 130, i hvilken den kjøles, og deretter til nedkjølingsinnretningen 132, i hvilken den nedkjøles til den temperatur den skal ha ved til-førselsinnløpet 124 til absorpsjonsinnretningen 110. Varmeveksleren 130 utnytter kulde fra den gass som uttas fra absorpsjonsinnretningen 110. Nedkjølingsinnretningen 132 kan' kjøles ved hjelp av et nedkjølingssystem (under anvendelse av eksempelvis ammoniakk eller FREON eller ARCTON som arbeidsvæske) som er uavhengig av ammoniakkutvinningssystemet; alternativt kan flytende vannfri produsert ammoniakk fordampes i nedkjølings-innretningen 132 og dampene absorberes i vann og føres tilbake til destillasjonsseksjonen. Gass erholdes fra varmeveksleren 130 ved 134 og føres tilbake til syntesekatalysatoren via de vanlige oppvarmningsenheter. Da den væske som innføres ved 124, absorberer ammoniakk og vann fra gassen, øker volumet av væske i systemet, og følgelig uttas en avtapningsstrøm av vandig ammoniakk ved 126 og føres til destillasjonssystemet.

Ved fremgangsmåten ifølge dette flytskjema kan frisk syntesegass tilsettes oppstrøms for punkt 112 eller mellom fyllmaterialsjiktene 114 og 122 for fjerning av spor av vanndamp fra gassen.

Ved en typisk prosess er sammensetninger og temperaturer normalt som angitt i nedenstående tabell.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av ammoniakk, omfattende de følgende trinn: a) en blanding av nitrogen og hydrogen føres over en ammoniakk-syntesekatalysator, hvorved det finner sted en ufullstendig omsetning til ammoniakk; b) den omsatte gassblanding kjøles; c) ammoniakk utvinnes fra den kjølte gassblanding ved absorpsjon i vann; d) ureagert gass tørkes og resirkuleres til trinn a), og e) en strøm inneholdende resirkulert syntesegass uttas og behandles for å fraskille en hydrogenanriket strøm, som returneres til trinn a); karakterisert ved at i) det anvendes et trykk under 120 bar abs; ii) i trinn d) tørkes den ureagerte gass ved at den føres gjennom en charge av. regenererbart fast absorpsjonsmiddel inntil chargen er belastet med vann, og den ureagerte gass-strøm omdirigeres til en frisk eller regenerert charge; iii) etter trinn a), men før trinn c) bringes syntesegass i kontakt med den vann-belastede charge som dannes i trinn ii), hvorved, man uten å benytte noen annen regenereringsgass for-trenger vann fra chargen og derved, regenererer denne for anvendelse i trinn ii) ; iv) det fortrengte vann fraskilles sammen med ammoniakken i trinn c); og v) den regenererte charge kjøles med den hydrogenanrikede strøm fra trinn e) før chargen bringes til anvendelse i trinn d).

2• Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at frisk nitrogen-hydrogen-blanding tilføres mellom trinn c) og trinn d), hvorved gass-blandingens innhold av vanndamp fjernes av det faste absorpsjonsmiddel.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det som absorpsjonsmiddel anvendes en zeolitt.

4. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at syntesegassen i trinn iii) bringes i kontakt med det vannbelastede absorpsjonsmiddel ved en temperatur i området 6 0 - 350°C.

5. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at innholdet av gjenværende vann i trinn d) nedsettes ved at den ureagerte gass bringes i kontakt med flytende vandig ammoniakk ved en temperatur under 0°C før gassen bringes i kontakt med det faste absorpsjonsmiddel.

6. Framgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at. det anvendes flytende vandig ammoniakk med en temperatur i området -25 til -33°C.