PL190772B1 - Sposób wytwarzania amoniaku oraz konwerter amoniaku - Google Patents
Sposób wytwarzania amoniaku oraz konwerter amoniakuInfo
- Publication number
- PL190772B1 PL190772B1 PL342689A PL34268999A PL190772B1 PL 190772 B1 PL190772 B1 PL 190772B1 PL 342689 A PL342689 A PL 342689A PL 34268999 A PL34268999 A PL 34268999A PL 190772 B1 PL190772 B1 PL 190772B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- stream
- synthesis gas
- fresh
- ammonia
- gas
- Prior art date
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 153
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 89
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 86
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 111
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 51
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009420 retrofitting Methods 0.000 description 2
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 2
- 206010015150 Erythema Diseases 0.000 description 1
- 238000007036 catalytic synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 231100000321 erythema Toxicity 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
- C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
- C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
- C01C1/0417—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst characterised by the synthesis reactor, e.g. arrangement of catalyst beds and heat exchangers in the reactor
- C01C1/0423—Cold wall reactors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
- C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
- C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
- B01J2208/00132—Tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
- B01J2208/00194—Tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/0005—Catalytic processes under superatmospheric pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
- B01J8/0403—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the fluid flow within the beds being predominantly horizontal
- B01J8/0407—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the fluid flow within the beds being predominantly horizontal through two or more cylindrical annular shaped beds
- B01J8/0415—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the fluid flow within the beds being predominantly horizontal through two or more cylindrical annular shaped beds the beds being superimposed one above the other
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
- B01J8/0496—Heating or cooling the reactor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
1. Sposób wytwarzania amoniaku, w którym swiezy strumien swiezego gazu syntezowego amo- niaku, korzystnie podzielony na co najmniej dwa oddzielne strumienie, jest wstepnie ogrzewany droga posredniej wymiany ciepla z reakcyjnym gazem syntezowym, znamienny tym, ze doprowadza sie trzy oddzielne strumienie (2, 4, 6) swiezego gazu syntezowego amoniaku do konwertera amoniaku z co najmniej dwoma polaczonymi szeregowo zlozami katalitycznymi (16, 26), przy czym pierwszy strumien (2) swiezego gazu syntezowego kieruje sie do pierw- szego etapu (8) mieszania gazów, drugi strumien (4) swiezego gazu syntezowego kieruje sie do pierw- szego etapu (18) posredniej wymiany ciepla z pierw- szym strumieniem wylotowym (12) z pierwszego zloza katalitycznego (16) oraz trzeci strumien (6) swiezego gazu syntezowego kieruje sie do drugiego etapu (20) wymiany ciepla z drugim strumieniem wylo- towym (14) z pierwszego zloza katalitycznego (16), ponadto ten pierwszy strumien (12) wylotowy i drugi strumien wylotowy (14) uzyskuje sie rozdzielajac cze- sciowo przetworzony strumien (10) gazu syntezowego z pierwszego zloza katalitycznego (16), przy czym pierwszy strumien wylotowy (12) doprowadza sie do pierwszego etapu (18) wymiany ciepla a drugi stru- mien wylotowy (14) doprowadza sie do ………….. PL PL PL PL PL PL PL PL
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania amoniaku oraz konwerter amoniaku, w szczególności do wytwarzania amoniaku z gazu syntezowego amoniaku. Wynalazek dotyczy zwłaszcza pewnych ulepszeń w procesie syntezy amoniaku.
Z polskiego opisu patentowego nr 45584 znany jest reaktor do wysokociśnieniowej syntezy katalitycznej stosowany np. do syntezy amoniaku, metanolu, izobutanolu lub innych podobnych gazów technicznych, w którym w wymiennikach ciepła jako medium grzewcze stosowany jest wstępnie podgrzany świeży lub częściowo przetworzony gaz, przy czym wymienniki te połączone są ze sobą szeregowo, ponadto reaktor zawiera tylko jedno złoże katalityczne. Sposób syntezy katalitycznej gazu przy zastosowaniu reaktora ujawnionego w tym opisie patentowym obejmuje podgrzewanie strumienia świeżego gazu syntezowego, uzyskiwane przez pośrednią wymianę ciepła ze strumieniem uzyskanego gazu wylotowego w wymienniku ciepła, w ten sposób uzyskuje się znaczną redukcję temperatury gazu wylotowego, co powoduje, że jego przydatność jako środka do ogrzewania przy wytwarzaniu pary jest niewielka.
Znane są również urządzenia do syntezy amoniaku, na przykład ujawnione w artykułach L. B. Hein „Synthesis of amonia at 350 atmospheres opublikowanego w Chem. Eug. Progress 48 i L. Fodor „Reactoare pentru sinteza amoniacului Revista De Chemie oraz wydawnictwie C. A. Vancini „La sintesi dell'ammoniaca. W powyższych pozycjach literaturowych ujawniono w szczególności różne typy znanych urządzeń do syntezy amoniaku, w tym konwerterów do amoniaku. Przedstawione tam urządzenia różnią się budową i rozmieszczeniem poszczególnych elementów konstrukcyjnych i zawierają od jednego do kilku złóż katalitycznych oraz jeden lub więcej wymienników ciepła służących do pośredniej wymiany ciepła pomiędzy podgrzewanym wstępnie strumieniem świeżego gazu syntezowego a strumieniem gazu odprowadzanego ze złoża. Urządzenia powyższe nie zawierają wymienników ciepła połączonych ze sobą równolegle i nie mają takiej konstrukcji, która umożliwiałyby stosowanie częściowo przetworzonego gazu pochodzącego z pierwszego złoża katalitycznego, podzielonego na dwa równoległe strumienie, do równoległego ogrzewania strumienia świeżego gazu syntezowego amoniaku w dwóch równolegle względem siebie działających wymiennikach ciepła, co sprawia, że efektywność energetyczna procesu technologicznego jest stosunkowo niewielka, gdyż uzyskany produkt gazowy nie ma wystarczająco wysokiej temperatury, aby mógł być dalej wykorzystywany.
Sposób wytwarzania amoniaku, w którym świeży strumień świeżego gazu syntezowego amoniaku, korzystnie podzielony na co najmniej dwa oddzielne strumienie, jest wstępnie ogrzewany drogą pośredniej wymiany ciepła z reakcyjnym gazem syntezowym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że doprowadza się trzy oddzielne strumienie świeżego gazu syntezowego amoniaku do konwertera amoniaku z co najmniej dwoma połączonymi szeregowo złożami katalitycznymi, przy czym pierwszy strumień świeżego gazu syntezowego kieruje się do pierwszego etapu mieszania gazów, drugi strumień świeżego gazu syntezowego kieruje się do pierwszego etapu pośredniej wymiany ciepła z pierwszym strumieniem wylotowym z pierwszego złoża katalitycznego oraz trzeci strumień świeżego gazu syntezowego kieruje się do drugiego etapu wymiany ciepła z drugim strumieniem wylotowym z pierwszego złoża katalitycznego, ponadto ten pierwszy strumień wylotowy i drugi strumień wylotowy uzyskuje się rozdzielając częściowo przetworzony strumień gazu syntezowego z pierwszego złoża katalitycznego, przy czym pierwszy strumień wylotowy doprowadza się do pierwszego etapu wymiany ciepła a drugi strumień wylotowy doprowadza się do drugiego etapu wymiany ciepła ogrzewając w ten sposób wstępnie drugi strumień świeżego gazu syntezowego i trzeci strumień świeżego gazu syntezowego za pomocą ciepła doprowadzanego pośrednio z pierwszego strumienia wylotowego i drugiego strumienia wylotowego, po czym wstępnie ogrzane strumienie, strumień drugi świeżego gazu syntezowego i strumień trzeci świeżego gazu syntezowego kieruje się do etapu mieszania, te wstępnie ogrzane strumienie drugi strumień świeżego gazu syntezowego oraz trzeci strumień świeżego gazu syntezowego miesza się i łączy z pierwszym strumieniem świeżego gazu syntezowego uzyskując strumień amoniakowego gazu technologicznego, który to gaz technologiczny doprowadza się do pierwszego złoża katalitycznego, zaś częściowo przetworzony strumień gazu syntezowego jest usuwany, natomiast pierwszy strumień wylotowy i drugi strumień wylotowy łączy się ze sobą w częściowo przetworzony gaz technologiczny, który to częściowo przetworzony gaz technologiczny doprowadza się do co najmniej drugiego złoża katalitycznego uzyskując strumień wyrobu wzbogaconego w amoniak.
Korzystnie, pierwsze złoże katalityczne dzieli się na część pierwszą i część drugą za pomocą chłodzenia gazu wylotowego pomiędzy częścią pierwszą a częścią drugą.
PL 190 772 B1
Konwerter amoniaku, w którym świeży strumień świeżego gazu syntezowego amoniaku jest wstępnie ogrzewany drogą pośredniej wymiany ciepła z reakcyjnym gazem syntezowym i zawierający co najmniej dwa złoża katalityczne oraz co najmniej jeden wymiennik ciepła, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera wewnątrz wytrzymałej na ciśnienie obudowy co najmniej pierwsze złoże katalityczne i drugie złoże katalityczne, które są połączone ze sobą szeregowo, pierwszy wymiennik ciepła i drugi wymiennik ciepła, które są usytuowane za wylotem z pierwszego złoża katalitycznego, które to wymienniki ciepła pierwszy i drugi są połączone równolegle za pomocą urządzenia rozdzielającego i przystosowane do pośredniego ogrzewania pierwszego strumienia świeżego gazu syntezowego amoniaku oraz drugiego strumienia świeżego gazu syntezowego amoniaku za pomocą częściowo przetworzonego gazu syntezowego amoniaku odprowadzanego z pierwszego złoża katalitycznego i podzielonego na dwa podstrumienie, pierwszy podstrumień i drugi podstrumień i doprowadzanego do pierwszego wymiennika ciepła i drugiego wymiennika ciepła, ponadto konwerter zawiera pierwsze urządzenie mieszające usytuowane wewnątrz przestrzeni mieszającej do mieszania pierwszego i drugiego wstępnie ogrzanego strumienia świeżego gazu syntezowego amoniaku z trzecim strumieniem świeżego gazu syntezowego amoniaku oraz drugie urządzenia mieszające usytuowane wewnątrz przestrzeni mieszającej do mieszania i łączenia ze sobą pierwszego i drugiego podstrumienia częściowo przetworzonego gazu syntezowego amoniaku, a także zespół doprowadzający ten połączony, częściowo przetworzony gaz syntezowy do co najmniej drugiego złoża katalitycznego.
Zalety rozwiązania według wynalazku polegają na tym, że przy stosowaniu procesu według wynalazku możliwe jest zapewnienie kontroli i regulowania rozkładu temperatury wzdłuż całej długości złoża katalitycznego, który to cel jest osiągany poprzez wymianę ciepła pomiędzy strumieniami świeżego gazu syntezowego a częściowo przetworzonym strumieniem gazu, zaś wymiana ta jest prowadzona w układzie szeregowym poprzez cały stopień wymiany ciepła, następnie oba strumienie świeżego gazu są ze sobą łączone i jako jeden całkowity strumień przepuszczane przez całą długość złoża katalitycznego.
Ponadto w wyniku zastosowania rozwiązania według niniejszego zgłoszenia uzyskuje się produkt w postaci gazu wylotowego o wysokiej temperaturze oraz wzbogaconej zawartości amoniaku, który może być dalej zastosowany np. przy produkcji pary.
Kolejną korzyścią wynikającą z zastosowania rozwiązania według wynalazku jest możliwość modernizacji istniejących instalacji syntezy amoniaku w celu ich usprawnienia i obniżenia kosztów syntezy amoniaku bez stosowania dużych nakładów na taką modernizację.
W zwykłych warunkach koszty modernizacji istniejących, niezbyt efektywnych z punktu widzenia ekonomiczności produkcji instalacji, są bardzo wysokie z uwagi na konieczność prowadzenia poważnych zmian konstrukcyjnych wewnątrz ciśnieniowego płaszcza konwertera, co jest bardzo skomplikowane i kosztowne. Natomiast według wynalazku, w którym stosuje się drugi wymiennik ciepła usytuowany równolegle do pierwszego wymiennika ciepła i wykorzystuje w wymianie ciepła strumień częściowo przetworzonego gazu pochodzący z pierwszego złoża katalitycznego nakłady na modernizację instalacji są niewspółmiernie mniejsze.
Powyższe korzyści wynikają w szczególności z tego, że w sposobie według wynalazku, trzy oddzielne strumienie świeżego gazu syntezowego amoniaku są doprowadzane do konwertera amoniaku z co najmniej dwoma połączonymi szeregowo złożami katalitycznymi, przy czym pierwszy strumień świeżego gazu syntezowego jest przepuszczany do pierwszego etapu mieszania gazów, drugi strumień świeżego gazu syntezowego jest przepuszczany do pierwszego etapu pośredniej wymiany ciepła z pierwszym strumieniem wylotowym z pierwszego złoża katalitycznego oraz trzeci strumień świeżego gazu syntezowego jest przepuszczany do drugiego etapu wymiany ciepła z drugim strumieniem wylotowym z pierwszego złoża katalitycznego.
Pierwszy i drugi strumień wylotowy uzyskuje się rozdzielając częściowo przetworzony strumień gazu syntezowego z pierwszego złoża katalitycznego.
Pierwszy strumień wylotowy jest doprowadzany do pierwszego etapu wymiany ciepła a drugi strumień wylotowy do drugiego etapu wymiany ciepła oraz, w wyniku tego, pierwszy i drugi strumień świeżego gazu syntezowego są wstępnie ogrzewane za pomocą ciepła doprowadzanego pośrednio z pierwszego i drugiego strumienia wylotowego, po czym wstępnie ogrzane strumienie, pierwszy i drugi, są przepuszczane do etapu mieszania, te wstępnie ogrzane strumienie świeżego gazu syntezowego są mieszane i łączone z pierwszym strumieniem świeżego gazu syntezowego w celu uzyskania strumienia amoniaku technologicznego. Następnie gaz technologiczny jest doprowadzany do pierwszego złoża katalitycznego a częściowo przetworzony strumień gazu syntezowego jest usuwany,
PL 190 772 B1 zaś pierwszy i drugi strumień wylotowy są łączone w częściowo przetworzony gaz technologiczny oraz częściowo przetworzony gaz technologiczny jest doprowadzany do co najmniej drugiego złoża katalitycznego w celu uzyskania strumienia wyrobu wzbogaconego w amoniak.
W konkretnym przykładzie wykonania wynalazku, pierwsze złoże jest rozdzielane na część pierwszą i część drugą za pomocą chłodzenia gazu wylotowego pomiędzy częścią pierwszą a częścią drugą.
W skład konwertera amoniaku według wynalazku do realizacji powyższego sposobu wchodzi wytrzymała na ciśnienie obudowa, w której znajdują się co najmniej dwa połączone szeregowo złoża katalityczne, pierwsze i drugie, dwa wymienniki ciepła, pierwszy i drugi usytuowane za wylotem z pierwszego złoża katalitycznego, które to dwa wymienniki ciepła, pierwszy i drugi, są połączone równolegle i przystosowane do pośredniego ogrzewania dwóch strumieni świeżego gazu syntezowego amoniaku, pierwszego i drugiego, za pomocą częściowo przetworzonego gazu syntezowego amoniaku odprowadzanego z pierwszego złoża katalitycznego i podzielonego na dwa podstrumienie, pierwszy i drugi, i doprowadzanego do dwóch wymienników ciepła, pierwszego i drugiego. Pierwsze urządzenie mieszające służy do mieszania ze sobą dwóch wstępnie ogrzanych strumieni świeżego gazu amoniakowego z trzecim strumieniem świeżego gazu syntezowego amoniaku, zaś drugie urządzenie mieszające do mieszania i łączenia ze sobą dwóch podstrumieni częściowo przetworzonego gazu syntezowego amoniaku, pierwszego i drugiego. Konwerter zawiera także zespoły do doprowadzania połączonego częściowo przetworzonego gazu syntezowego do co najmniej drugiego złoża katalitycznego.
Wspomniany powyżej sposób syntezy amoniaku i konwerter amoniaku według ogólnego celu wynalazku nadają się zwłaszcza do modernizacji istniejących sposobów i konwerterów amoniaku.
W wyniku równoległego łączenia etapów wymiany ciepła i równoległego łączenia wymienników ciepła możliwe jest doprowadzanie do procesu świeżego gazu syntezowego i odprowadzanie gotowego gazu w wysokiej temperaturze.
Główną zaletą wysokiej temperatury wylotowej uzyskanej w gotowym gazie według wynalazku jest możliwość użycia gotowego gazu jako czynnika grzejnego do wytwarzania cennej pary wodnej zamiast wody zasilającej bojler, jak w konwencjonalnym sposobie syntezy amoniaku.
Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uproszczony schemat technologiczny zalecanego przykładu realizacji sposobu według wynalazku oraz fig. 2 - konwerter amoniaku w zalecanym przykładzie wykonania wynalazku.
Sposób wytwarzania amoniaku w przykładzie wykonania według wynalazku obejmuje w odniesieniu do fig. 1, dzielenie głównego strumienia świeżego gazu syntezowego amoniaku na trzy strumienie, pierwszy, drugi i trzeci, 2, 4, 6. Pierwszy strumień 2 jest przepuszczany do miejsca mieszania, gdzie ten pierwszy strumień 2 jest mieszany i łączony z drugim i trzecim strumieniem 4 i 6. Przed łączeniem z pierwszym strumieniem 2, drugi strumień 4 jest wstępnie ogrzewany w procesie pośredniej wymiany ciepła w wymienniku ciepła pierwszego etapu 18 pośredniej wymiany ciepła za pomocą pierwszego strumienia wylotowego 12 częściowo przetworzonego gazu syntezowego amoniaku odprowadzonego w postaci strumienia 10 z pierwszego złoża katalitycznego 16 amoniaku, a trzeci strumień 6 jest wstępnie ogrzewany w drugim etapie 20 pośredniej wymiany ciepła w wymienniku ciepła za pomocą drugiego strumienia wylotowego 14 częściowo przetworzonego gazu syntezowego amoniaku. Po doprowadzeniu ciepła do strumienia drugiego i trzeciego 4 i 6, pierwszy i drugi strumienie wylotowe 12 i 14 są ponownie łączone i mieszane w etapie mieszania 22, a połączony strumień jest następnie doprowadzany do drugiego złoża katalitycznego amoniaku do dalszego przetwarzania strumienia gazu technologicznego 24. Wzbogacony w amoniak gotowy strumień wyrobu 28 jest odprowadzany ze złoża katalitycznego 26.
Konwerter amoniaku nadający się do realizacji powyższego sposobu pokazano w zalecanym przykładzie wykonania na fig. 2.
Na fig. 2, w skład konwertera wchodzi cylindryczna, wytrzymała na ciśnienie obudowa 20 z przewężoną butelkowo częścią górną 40, pierwsze i drugie pierścieniowe złoże katalityczne amoniaku 60 i 80, usytuowane szeregowo, pierwszy wymiennik ciepła 100 usytuowany centralnie wewnątrz pierścieniowej przestrzeni w pierwszym złożu katalitycznym 60 oraz drugi wymiennik ciepła 120 usytuowany wewnątrz górnej części 40 obudowy 20.
Wymienniki ciepła pierwszy i drugi 100 i 120 są połączone równolegle za pomocą urządzenia 140 rozdzielającego gaz.
PL 190 772 B1
Świeży gaz syntezowy amoniaku jest doprowadzany do konwertera w postaci trzech oddzielnych strumieni.
Pierwszy strumień jest doprowadzany przewodem 160 do przestrzeni mieszającej 180 znajdującej się w górnej części obudowy 20. Drugi strumień jest przepuszczany przewodem 200 w górnej części do rurkowej strony pierwszego wymiennika ciepła 100, a trzeci strumień jest doprowadzany do górnej części 40 obudowy 20 i przepuszczany przewodem 220 do płaszczowej strony drugiego wymiennika ciepła 120. W wyniku przepływu przez pierwszy i drugi wymiennik ciepła 100i 120, drugi i trzeci strumień są wstępnie ogrzewane w procesie pośredniej wymiany ciepła z gorącymi gazami wylotowymi 240 z pierwszego złoża katalitycznego 60, które są rozdzielone na dwa podstrumienie za pomocą urządzenia rozdzielającego 140, przy czym jeden podstrumień jest przepuszczany przez pierwszy wymiennik ciepła 100 a drugi podstrumień przez drugi wymiennik ciepła 120. Następnie wstępnie ogrzane strumienie, drugi i trzeci, gazu syntezowego amoniaku są łączone z pierwszym strumieniem w przestrzeni mieszającej 180, w wyniku czego powstaje amoniakowy gaz technologiczny. Gaz technologiczny jest przepuszczany przez pierwsze złoże katalityczne 60 w kierunku promieniowym w kontakcie z katalizatorem do syntezy amoniaku, w wyniku czego jest przetwarzany na strumień gazu wylotowego 240. Po doprowadzeniu ciepła do drugiego i trzeciego strumienia gazu syntezowego amoniaku, jak opisano powyżej, podstrumienie gazu wylotowego 240 są ponownie łączone w przestrzeni mieszania 260 znajdującej się pomiędzy pierwszym i drugim złożem katalitycznym 60, 80.
Kombinowany strumień wylotowy częściowo przetworzonego gazu syntezowego 280 jest następnie przepuszczany promieniowo przez drugie złoże katalityczne 80 a następnie przetwarzany na gotowy gaz 300 wzbogacony w amoniak w wyniku styczności z katalizatorem syntezowym amoniaku znajdującym się w drugim złożu katalitycznym 80. Na końcu gotowy gaz jest odprowadzany z konwertera przewodem 320 znajdującym się w środku drugiego złoża katalitycznego 80 i wylotem 340 w dolnej części obudowy 20.
Claims (3)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania amoniaku, w którym świeży strumień świeżego gazu syntezowego amoniaku, korzystnie podzielony na co najmniej dwa oddzielne strumienie, jest wstępnie ogrzewany drogą pośredniej wymiany ciepła z reakcyjnym gazem syntezowym, znamienny tym, że doprowadza się trzy oddzielne strumienie (2, 4, 6) świeżego gazu syntezowego amoniaku do konwertera amoniaku z co najmniej dwoma połączonymi szeregowo złożami katalitycznymi (16, 26), przy czym pierwszy strumień (2) świeżego gazu syntezowego kieruje się do pierwszego etapu (8) mieszania gazów, drugi strumień (4) świeżego gazu syntezowego kieruje się do pierwszego etapu (18) pośredniej wymiany ciepła z pierwszym strumieniem wylotowym (12) z pierwszego złoża katalitycznego (16) oraz trzeci strumień (6) świeżego gazu syntezowego kieruje się do drugiego etapu (20) wymiany ciepła z drugim strumieniem wylotowym (14) z pierwszego złoża katalitycznego (16), ponadto ten pierwszy strumień (12) wylotowy i drugi strumień wylotowy (14) uzyskuje się rozdzielając częściowo przetworzony strumień (10) gazu syntezowego z pierwszego złoża katalitycznego (16), przy czym pierwszy strumień wylotowy (12) doprowadza się do pierwszego etapu (18) wymiany ciepła a drugi strumień wylotowy (14) doprowadza się do drugiego etapu (20) wymiany ciepła ogrzewając w ten sposób wstępnie drugi strumień (4) świeżego gazu syntezowego i trzeci strumień (6) świeżego gazu syntezowego za pomocą ciepła doprowadzanego pośrednio z pierwszego strumienia wylotowego (12) i drugiego strumienia wylotowego (14), po czym wstępnie ogrzane strumienie, strumień drugi (4) świeżego gazu syntezowego i strumień trzeci (6) świeżego gazu syntezowego kieruje się do etapu mieszania (8), te wstępnie ogrzane strumienie drugi strumień (4) świeżego gazu syntezowego oraz trzeci strumień (6) świeżego gazu syntezowego miesza się i łączy z pierwszym strumieniem (2) świeżego gazu syntezowego uzyskując strumień amoniakowego gazu technologicznego, który to gaz technologiczny doprowadza się do pierwszego złoża katalitycznego (16), zaś częściowo przetworzony strumień (10) gazu syntezowego jest usuwany, natomiast pierwszy strumień wylotowy (12) i drugi strumień wylotowy (14) łączy się ze sobą w częściowo przetworzony gaz technologiczny (24), który to częściowo przetworzony gaz technologiczny (24) doprowadza się do co najmniej drugiego złoża katalitycznego (26) uzyskując strumień wyrobu (28) wzbogaconego w amoniak.PL 190 772 B1
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że korzystnie pierwsze złoże katalityczne (16) dzieli się na część pierwszą i część drugą za pomocą chłodzenia gazu wylotowego pomiędzy częścią pierwszą a częścią drugą.
- 3. Konwerter amoniaku, w którym świeży strumień świeżego gazu syntezowego amoniaku jest wstępnie ogrzewany drogą pośredniej wymiany ciepła z reakcyjnym gazem syntezowym i zawierający co najmniej dwa złoża katalityczne oraz co najmniej jeden wymiennik ciepła, znamienny tym, że zawiera wewnątrz wytrzymałej na ciśnienie obudowy (20) co najmniej pierwsze złoże katalityczne (60) i drugie złoże katalityczne (80), które są połączone ze sobą szeregowo, pierwszy wymiennik ciepła (100) i drugi wymiennik ciepła (120), które są usytuowane za wylotem z pierwszego złoża katalitycznego, które to wymienniki ciepła pierwszy i drugi są połączone równolegle za pomocą urządzenia rozdzielającego (140) i przystosowane do pośredniego ogrzewania pierwszego strumienia świeżego gazu syntezowego amoniaku oraz drugiego strumienia świeżego gazu syntezowego amoniaku za pomocą częściowo przetworzonego gazu syntezowego amoniaku (240) odprowadzanego z pierwszego złoża katalitycznego (60) i podzielonego na dwa podstrumienie, pierwszy podstrumień i drugi podstrumień i doprowadzanego do pierwszego wymiennika ciepła (100) i drugiego wymiennika ciepła (120), ponadto konwerter zawiera pierwsze urządzenie mieszające usytuowane wewnątrz przestrzeni mieszającej (180) do mieszania pierwszego i drugiego wstępnie ogrzanego strumienia świeżego gazu syntezowego amoniaku z trzecim strumieniem świeżego gazu syntezowego amoniaku oraz drugie urządzenia mieszające usytuowane wewnątrz przestrzeni mieszającej (260) do mieszania i łączenia ze sobą pierwszego i drugiego podstrumienia częściowo przetworzonego gazu syntezowego amoniaku, a także zespół doprowadzający ten połączony, częściowo przetworzony gaz syntezowy (280) do co najmniej drugiego złoża katalitycznego (80).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US7689898P | 1998-03-05 | 1998-03-05 | |
| PCT/EP1999/001088 WO1999044939A1 (en) | 1998-03-05 | 1999-02-19 | Process and converter for the preparation of ammonia |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL342689A1 PL342689A1 (en) | 2001-07-02 |
| PL190772B1 true PL190772B1 (pl) | 2006-01-31 |
Family
ID=22134850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL342689A PL190772B1 (pl) | 1998-03-05 | 1999-02-19 | Sposób wytwarzania amoniaku oraz konwerter amoniaku |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6482382B1 (pl) |
| EP (1) | EP1060125B1 (pl) |
| JP (1) | JP3514727B2 (pl) |
| KR (1) | KR100366202B1 (pl) |
| AT (1) | ATE219031T1 (pl) |
| AU (1) | AU2624599A (pl) |
| CA (1) | CA2321599C (pl) |
| CZ (1) | CZ291705B6 (pl) |
| DE (1) | DE69901799T2 (pl) |
| NO (1) | NO328652B1 (pl) |
| PL (1) | PL190772B1 (pl) |
| RU (1) | RU2192388C2 (pl) |
| UA (1) | UA57831C2 (pl) |
| WO (1) | WO1999044939A1 (pl) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MX2007001173A (es) * | 2004-01-15 | 2007-09-25 | Methanol Casale Sa | Reactor catalitico de lecho fijo. |
| US7867460B2 (en) | 2007-11-26 | 2011-01-11 | Kellogg Brown & Root Llc | Efficiency of ammonia processes |
| US9371240B2 (en) * | 2011-07-01 | 2016-06-21 | Alzchem Ag | Ammonia gas generator for producing ammonia in order to reduce nitrogen oxides in exhaust gases |
| CN109310969A (zh) * | 2016-06-21 | 2019-02-05 | 托普索公司 | 轴向/径向流动转化器 |
| EP3388775A1 (de) * | 2017-04-10 | 2018-10-17 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben eines wärmetauschers und geeigneter wärmetauscher |
| US20230211304A1 (en) * | 2020-06-25 | 2023-07-06 | Casale Sa | Multi-bed ammonia converter |
| CN115697543A (zh) * | 2020-06-25 | 2023-02-03 | 卡萨乐有限公司 | 多床催化反应器 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE19243E (en) * | 1934-07-17 | Synthetic production of bodies from | ||
| US3721532A (en) * | 1971-02-08 | 1973-03-20 | Braun Co C | Ammonia synthesis system |
| GB1574723A (en) * | 1976-03-10 | 1980-09-10 | Haldor Topsoe As | Apparatus for the synthesis of ammonia |
| US4518574A (en) | 1983-03-07 | 1985-05-21 | Exxon Research & Engineering Co. | Catalytic gas synthesis process |
| US4867959A (en) * | 1986-11-20 | 1989-09-19 | Santa Fe Braun, Inc. | Process for synthesizing ammonia |
| SU1668297A1 (ru) * | 1987-01-04 | 1991-08-07 | Одесский Политехнический Институт | Способ синтеза аммиака |
| EP0374564B1 (en) * | 1988-12-21 | 1993-04-14 | Ammonia Casale S.A. | Improvements to reactors for heterogeneous synthesis |
| CH678286A5 (pl) | 1989-03-09 | 1991-08-30 | Ammonia Casale Sa | |
| DE69111820T2 (de) * | 1990-09-24 | 1995-12-14 | Braun C F Inc | Ammoniaksynthese mit hohem umwandlungsgrad. |
| DK173023B1 (da) * | 1997-04-21 | 1999-11-15 | Topsoe Haldor As | Fremgangsmåde og reaktor til fremstilling af ammoniak |
-
1999
- 1999-02-19 AU AU26245/99A patent/AU2624599A/en not_active Abandoned
- 1999-02-19 KR KR1020007009651A patent/KR100366202B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-19 EP EP99906248A patent/EP1060125B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-19 DE DE69901799T patent/DE69901799T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-19 CA CA002321599A patent/CA2321599C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-19 CZ CZ20002977A patent/CZ291705B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1999-02-19 UA UA2000105638A patent/UA57831C2/uk unknown
- 1999-02-19 US US09/622,475 patent/US6482382B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-19 AT AT99906248T patent/ATE219031T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-02-19 PL PL342689A patent/PL190772B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1999-02-19 RU RU2000125237/12A patent/RU2192388C2/ru active
- 1999-02-19 JP JP2000534493A patent/JP3514727B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-19 WO PCT/EP1999/001088 patent/WO1999044939A1/en active IP Right Grant
-
2000
- 2000-09-05 NO NO20004438A patent/NO328652B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2192388C2 (ru) | 2002-11-10 |
| KR20010041487A (ko) | 2001-05-25 |
| EP1060125A1 (en) | 2000-12-20 |
| KR100366202B1 (ko) | 2002-12-31 |
| NO328652B1 (no) | 2010-04-19 |
| UA57831C2 (uk) | 2003-07-15 |
| NO20004438L (no) | 2000-11-03 |
| CZ291705B6 (cs) | 2003-05-14 |
| JP3514727B2 (ja) | 2004-03-31 |
| ATE219031T1 (de) | 2002-06-15 |
| DE69901799D1 (de) | 2002-07-18 |
| AU2624599A (en) | 1999-09-20 |
| NO20004438D0 (no) | 2000-09-05 |
| CA2321599A1 (en) | 1999-09-10 |
| US6482382B1 (en) | 2002-11-19 |
| JP2002505247A (ja) | 2002-02-19 |
| DE69901799T2 (de) | 2002-10-10 |
| EP1060125B1 (en) | 2002-06-12 |
| CZ20002977A3 (cs) | 2001-03-14 |
| CA2321599C (en) | 2003-08-19 |
| WO1999044939A1 (en) | 1999-09-10 |
| PL342689A1 (en) | 2001-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1308256C (en) | Vessel for the generation of synthesis gas | |
| PL144284B1 (en) | Method of and apparatus for manufacture of ammonia | |
| JPH0522641B2 (pl) | ||
| NZ207683A (en) | The production of synthesis gas and methanol from the synthesis gas | |
| RU2338685C2 (ru) | Способ получения синтез-газа и устройство для его осуществления | |
| PL190772B1 (pl) | Sposób wytwarzania amoniaku oraz konwerter amoniaku | |
| JPS63288908A (ja) | アンモニア合成方法の改良 | |
| US5066421A (en) | Heating and producing a hydrocarbon steam mixture | |
| DK173023B1 (da) | Fremgangsmåde og reaktor til fremstilling af ammoniak | |
| US11772971B2 (en) | Nitric acid production process and plant with oxygen supply unit | |
| JP2006016300A (ja) | 擬似アイソサーマルのアンモニア合成法 | |
| US20190106330A1 (en) | Nh3 synthesis configuration for large-scale installations | |
| CN112661605A (zh) | 用于多阶段生产甲醇的方法 | |
| CN87108154A (zh) | 设计成氨反应器的应用 | |
| RU2000125237A (ru) | Способ и конвертер для получения аммиака | |
| RU2252914C1 (ru) | Способ получения синтез-газа | |
| RU2751112C2 (ru) | Способ, включающий экзотермическую каталитическую реакцию синтез-газа, и соответствующая установка | |
| CA3181319A1 (en) | Multi-bed ammonia converter | |
| CN111268645B (zh) | 一种含有co的原料气变换及热回收方法 | |
| RU2824996C1 (ru) | Установка для конверсии углеводородов и способ ее работы | |
| JPH02233502A (ja) | メタノール合成ガスこ製造方法 | |
| MXPA98002989A (en) | Process and reactor for ammoni preparation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20100219 |