RO116071B1 - Procedeu de obtinere a amoniacului - Google Patents

Procedeu de obtinere a amoniacului Download PDF

Info

Publication number
RO116071B1
RO116071B1 RO9701305A RO9701305A RO116071B1 RO 116071 B1 RO116071 B1 RO 116071B1 RO 9701305 A RO9701305 A RO 9701305A RO 9701305 A RO9701305 A RO 9701305A RO 116071 B1 RO116071 B1 RO 116071B1
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
ammonia
hydrogen
pressure
gases
nitrogen
Prior art date
Application number
RO9701305A
Other languages
English (en)
Inventor
Marin Valceanu
Minodor Florea
Original Assignee
Marin Valceanu
Minodor Florea
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marin Valceanu, Minodor Florea filed Critical Marin Valceanu
Priority to RO9701305A priority Critical patent/RO116071B1/ro
Publication of RO116071B1 publication Critical patent/RO116071B1/ro

Links

Landscapes

  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

Inventia se refera la un procedeu de obtinere a amoniacului din hidrogen si azot, hidrogenul de inalta puritate, utilizat, fiind separat din gazele de purja si/sau gazele reziduale rezultate din procesul de fabricare a metanolului, de la reformarecatalitica, dezalchilare, hidrotratare, hidrodesulfurare, piroliza; cracare termocatalitica; gazele au un continut de 50,5...94% H2, 6...21,6% CH4, 0...17% hidrocarburi cu 2...4 atomi de carbon, 0...5% CO, 0...4,5% CO2, 0...0,8% N2, 0...0,03% dimetil-eter, 0...0,51% CH3-OH, 0...0,06% H2O si o presiune de 25...145 at. Hidrogenul astfel separat are o concentratie de minimum 99,99%, o temperatura de 35...40°C si o presiune de 22...140 at si se amesteca in raport volumetric de 3 : 1 cu azotul de puritate minimum 99,99%, comprimat la o presiune de 22...140 at si racit la 35...40°C. Amestecul astfel obtinut se introduce intr-o instalatie de precataliza si apoi la faza de sinteza a amoniacului. Amoniacul obtinut este depozitat ca amo n iac lichid, iar gazele rezultate de la detenta acestuia, care contine azot, hidrogen si amoniac, sunt introduse fie intr-o instalatie de spalare, de unde rezulta apa amoniacala cu o concentratie de25%, fie intr-o instalatie de absorbtie a amoniacului in acid azotic, rezultand azotatul de amoniu. Amestecul de azot - hidrogen rezultat este livrat ca agent combustibil. Caldura degajata in procesul de sinteza este recuperata, obtinandu-se abur de 1,5...110 at.

Description

Invenția de față se referă la un procedeu de obținere a amoniacului, produs utilizat în industria îngrășămintelor chimice, a aminelor, coloranților etc.
Sunt cunoscute procedee curente de fabricare a amoniacului, în țară și pe plan mondial, care, în diversitatea lor, au ca materii prime gazele naturale (gaz metan), alte hidrocarburi mai grele inclusiv NAFTA și care au ca principale faze de fabricație:
- comprimarea gazului natural sau a altor hidrocarburi utilizate, la presiuni cuprinse între 20... 38 at;
- preîncălzirea materiei prime pe seama căldurii gazelor arse de la reformarea (conversia) primară;
- desulfurarea hidrocarburilor prin reținerea sulfului pe oxid de zinc.
- realizarea amestecului hidrocarburi - abur, la temperatura de 360... 45O°C și presiunea de 20... 38 at, în raportul carbon: abur de 1:3,2... 4,0;
- conversia amestecului hidrocarburi - abur pe catalizator de Ni, în tuburile reformerului primar, la temperatrui cuprinse în intervalul 700... 820°C, aportul termic necesar conversiei asigurându-se prin arderea cu aer, a unei părți din materia primă, în exteriorul tuburilor de reformare:
- conversia secundară (finală) a gazului rămas neconvertit la conversia primară, realizată pe un catalizator pe bază de Ni, prin adăugarea de aer comprimat și încălzit la
400.. . 62O°C, pe baza căldurii gazelor arse de la reformerul primar, într-o cantitate care să asigure conversia avansată a materiei prime și obținerea după operațiile tehnologice ulterioare, a gazului de sinteză format din hidrogen și azot în raport volumetric de 3:1. Din reformerul secundar, gazele rezultate ies cu o temperatură de 940... 1OOO°C:
- recuperarea căldurii gazului convertit prin răcirea acestuia la 360... 38O°C, cu obținerea de abur energetic de 24... 110 at;
- conmversia CO la C02, la temperaturi înalte de 360... 420°C, pe catalizator de Fe-Cr;
- conversia CO la C02 la temperaturi mai coborâte de 200... 250°C, folosind catalizator pe bază de cupru;
- spălarea C02 din gazul convertit cu soluție de carbonat de potasiu activată cu substanțe specifice fiecărei tehnologii;
- metanizarea urmelor de CO și C02 rămase în gazul de sinteză, după spălarea (separarea] C02;
- comprimarea gazului de sinteză, rezultat după metanizare.de la 16... 35 at, la
150.. . 300 at;
- sinteza amoniacului la presiuni de 160... 320 at și temperaturi de 460... 520°C;
- separarea, prin răcire și condensare, a amoniacului și depozitarea acestuia;
Aceste procedee cunoscute prezintă o serie de dezavantaje:
- consumuri specifice energetice ridicate de 1... 1,6 tcc/t NH3 în care ponderea materiei prime (gaze naturale, alte hidrocarburi) este de 80... 98 %;
- complexitatea tehnologică deosebit de mare, cu multe faze și operații ce conduc la o fiabilitate redusă în exploatare a instalațiilor și la condiții complexe de operare;
- un randament scăzut de utilizare a materiilor prime, ca urmare a purjelor de gaz din procesul de sinteză a amoniacului datorate componentelor inerte (metan și argon] acumulate în gazul de sinteză;
RO 116071 Bl
- un grad ridicat de poluare a mediului înconjurător, datorită evacuărilor de gaze arse și condens tehnologic impurificat.
Problema pe care o rezolvă invenția este realizarea unui procedeu de obținere a amoniacului, care utilizează pentru sinteză hidrogen de înaltă puritate. 50
Procedeul conform invenției înlătură dezavantajele mai sus menționate, prin aceea că, pentru sinteza amoniacului, se utilizează hidrogenul de înaltă puritate, separat în instalații cu site moleculare sau criogenice, din gazele de purjare și/sau gazele reziduale, rezultate în procesul de fabricare a metanolului, de la reformarea catalitică, dezalchilare, hidrotratare, hidrodesulfurare, piroliză, cracarea termocatalitică, gaze care au un 55 conținut de 50,5... 94 % H2, 6... 21,6% CH4, O... 17 % hidrocarburi cu 2... 4 atomi de carbon, O... 5 % CO, O... 4,5 % CO2, O... 0,8 % N2 O... 0,03 % dimetil - eter, O... 0,5 % CH3 - OH, O... 0,06 % H20 și o presiune de 25... 145 at, iar hidrogenul având o concentrație, exprimată în procente volumetrice de minimum 99,99 %, o temperatură de 35... 40°C și o presiune de 22... 140 at, se amestecă, în raport volumetric de 3: 60 cu azotul de puritate minim 99,99 % obținut într-o instalație de separare a acestuia din aer comprimat la o presiune de 22... 140 at și răcit la 35... 40°C. Amestecul astfel obținut se introduce într-o instalație de precataliză unde sunt hidrogenate urmele de CO, C02 și 02 până la metan și vapori de apă, după care răcit la 35... 40°C, și comprimat la o presiune de 150... 300 at se introduce la faza de sinteză a amoniacului. în prezența 65 unui catalizator de Fe304, la o temperatură de 460... 520°C și o presiune de 160... 320 at se obține amoniacul, care separat prin răcire - condensare se destinde de la 160... 320 at la 8... 15 at, presiune la care se depozitează ca amoniac lichid, produs finit. Gazele desorbite, rezultate în urma detentei amoniacului care conține azot, hidrogen și amoniac, se introduc într-o instalație de spălare, pentru reținerea amoniacului, de unde 70 rezultă apa amoniacală cu o concentrație de 25 % NH3, care se depozitează, ca produs finit, și amestecul hidrogen - azot rămas neabsorbit se livrează ca agent combustibil. Gazele de desorbție mai pot fi introduse într-o instalație de absorbție a amoniacului în soluție de acid azotic, pentru obținerea azotatului de amoniu ca produs finit. Căldura degajată la sinteza amoniacului se recuperează, obținându-se abur cu o presiune de 75
1,5... 110at.
Prin aplicarea procedeului conform invenției, se obțin următoarele avantaje:
- se realizează un consum energetic redus de 0,7... 0,85 tcc/t NH3, sub nivelul actual de 1,0 tcc/t NH3, obținut prin procedeele clasice;
- simplificare majoră a tehnologiei de fabricare a amoniacului, ceea ce determină so o fiabilitate sporită și operare mai ușoară, în exploatare, a instalațiilor, prin eliminarea fazelor complexe de conversie primară și secundară (finală] și a fazelor ulterioare, în vederea obținerii gazului de sinteză;
- se folosește, la sinteza amoniacului, hidrogenul separat din gazele de purjă și/sau gaze reziduale, care în prezent se folosesc cu randamente scăzute, ca agenți 8 5 combustibili. Prin separarea hidrogenului din aceste gaze, crește puterea calorifică a gazelor rămase;
- un randament ridicat de utilizare a materiilor prime, de 99 % față de 90... 94 % la tehnologiile actuale;
- un grad de poluare redus, față de tehnologiile actuale, deoarece nu se mai 90 elimină în atmosferă gazele arse, rezultate la conversia primară și nici la canalizare condens tehnologic impurificat cu C02, sau ape uzate de la faza de spălare a C02;
RO 116071 Bl
- permite refolosirea cu/sau fără modificări a unor utilaje, echipamente și agregate de la fabricile de amoniac, oprite sau în curs de dezafectare, deoarece au devenit nerentabile.
Se prezintă, în continuare, un exemplu de realizare a procedeului conform invenției în legătură cu figura care reprezintă schema, pe faze, a fluxului tehnologic de obținere a amoniacului.
Amestecul de gaze de purjă și/sau gaze reziduale cu o presiune de 25... 145 at și o temperatură de 35... 40°C, provenite de la instalațiile de metanol, reformare catalitică, hidrotratare, hidrodesulfurare, dezalchilare, piroliză, cracare termo - catalitică etc., este introdus într-o instalație cu site moleculare în vederea separării hidrogenului, de unde rezultă:
- hidrogen de înaltă puritate, minimum 99,99 % voi.;
- gaze rămase după separarea hidrogenului, bogate în hidrocarburi, care pot fi utilizate fie ca materie primă pentru recuperarea hidrocarburilor etan-etilenă, propanpropilenă, a fracțiilor C4 +, fie ca agent combustibil cu caracteristici superioare amestecului inițial, datorită creșterii considerabile a puterii calorifice și deci, a randamentului de combustie și de transfer termic.
Hidrogenul de înaltă puritate, având o presiune de 22... 140 at și o temperatură de 35... 40°C, se amestecă în raport volumetric de 3: 1 cu azotul de puritate minimum 99,99 % voi., obținut într-o instalație de separare a aerului la o presiune de 6 at, comprimat ulterior la o presiune de 22... 140 at și răcit la 35... 40°C.
Amestecul de gaz de sinteză, astfel obținut, trece într-o instalație de metanizare, unde are loc hidrogenarea catalitică a urmelor de 02, CO, și CO2, care reprezintă otrăvuri puternice pentru catalizatorul de sinteză a amoniacului.
Reacțiile chimice care au loc sunt:
O2 + 2Ha - 2H20 - 57,8 Kcal/mol
CO +3H2 - CH4 + H2O - 49,29 Kcal/mol
C02 + 4Ha - CH4 + 2H20 - 39,45 Kcal/mol și se desfășoară la temperaturi de 150... 35O°C și presiuni de 22... 140 at. După metanizare, conținutul de 02, CO și C02 netransformat va fi sub 10 ppm.
Amestecul de gaz de sinteză, după răcire la 35... 40°C, se comprimă de la presiunea de 22... 140 at, la presiunea de 150... 300 at, se răcește din nou la 35... 40°C și în aceste condiții intră în circuitul de sinteză a amoniacului, unde are loc reacția: 3H2 + l\l2 ° 2NH3 - 26 Kcal/mol
Această reacție are loc pe un catalizator de Fe304 la temperaturi de 460... 520°C și presiuni de 160... 320 at.
Sinteza amoniacului este un proces exoterm și, prin recuperarea căldurii degajate în proces, se obține abur de 1,5... 110 at, care se livrează în exterior.
Amoniacul format se separă din circuitul de sinteză prin răcire - condensare. Amoniacul condensat se destinde de la presiunea de 160... 320 at, la presiunea de 8... 15 at, după care se depozitează, în rezervoare speciale, sub formă de amoniac lichid, ca produs finit.
Prin destinderea amoniacului condensat de la presiunea de 160... 320 at,la presiunea de 8... 15 at, are loc desorbția gazelor H2 și Ns solvite, care sunt saturate cu amoniac și reprezintă așa numitele gaze de expansiune sau gaze de tanc.
f
RO 116071 Bl
Aceste gaze trec într-o secție de recuperare a amoniacului. Prin spălarea acestora cu apă demineralizată, se obține apă amoniacală de concentrație 25 % gr.NH3, care se livrează ca produs finit, iar amestecul de gaze, cu conținut de N2 și H2, rezultat după spălare, se folosește ca agent combustibil.
în situația în care pe platforma industrială, unde se realizează instalația, se produc îngrășăminte chimice, reținerea amoniacului din gazele de expansiune (gaze de tanc) se face în soluție de acid azotic, obținându-se azotatul de amoniu soluție, care se prelucrează la azotat de amoniu, produs finit.
Absența gazelor inerte, ca metan și argon, în gazul de sinteză, determină obținerea unor randamente superioare în procesul de sinteză a amoniacului, nemaifiind necesare purjările de gaze inerte, din circuitul de sinteză.

Claims (4)

Revendicări
1. Procedeu de obținere a amoniacului din hidrogen și azot, caracterizat prin aceea că hidrogenul de înaltă puritate este separat din gaze de purjă și/sau gaze reziduale, rezultate din procesul de fabricare a metanolului, de la reformarea catalitică, dezalchilare, hidrotratare, hidrodesulfurare, piroliză și cracare termocatalitică, gazele având un conținut de 50,5... 94 % H2, 6... 21,6% CH4, O... 17 % hidrocarburi cu 2... 4 atomi de carbon, O... 5 % CO, O... 4,5 % C02, □... 0,8 % N2, O... 0,03 % dimetileter, O... 0,51 % CH3-OH, O... 0,06 % H20 și o presiune de 25... 145 at, iar hidrogenul astfel separat cu o concentrație, exprimată în procente volumetrice, de minimum 99,99 %, o temperatură de 35... 40°C și o presiune de 22... 140 at, se amestecă, în raport volumetric de 3: 1 cu azot de puritate minimum 99,99 %, comprimat la o presiune de
22.. . 140 at și răcit la 35... 40°C, amestecul astfel obținut se introduce într-o instalație de precataliză, unde sunt hidrogenate urmele de CO, C02 și 02 până la metan și vapori de apă, după care răcit la o temperatură de 35... 40°C și comprimat la o presiune de
150.. . 300 at se introduce la faza de sinteză a amoniacului, unde în prezența unui catalizator de Fe304, la o temperatură de 460... 520°C și o presiune de 160... 320 at se obține amoniacul, care separat prin răcire - condensare, se destinde de la 160... 320 at la 8... 15 at, presiune la care se depozitează ca amoniac lichid, produs finit.
2. Procedeu de obținere a amoniacului, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că gazele desorbite, rezultate în urma detentei amoniacului de la 160... 320 at, la 8... 15 at, care conțin azot, hidrogen și amoniac, se introduc într-o instalație de spălare, pentru reținerea amoniacului, de unde rezultă apă amoniacală, cu o concentrație de 25 % NH3 ce se depozitează ca produs finit și amestecul hidrogen - azot care se livrează ca agent combustibil.
3. Procedeu de obținere a amoniacului conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că gazele de desorbție, rezultate la destinderea amoniacului, de la 160... 320 at, la 8... 15 at,, se introduc într-o instalație de absorbție a amoniacului în soluție de acid azotic, pentru obținerea azotatului de amoniu, iar amestecul de hidrogen - azot rămas după absorbția amoniacului se livrează ca agent combustibil.
4. Procedeu de obținere a amoniacului conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că se recuperează căldura degajată la sinteza amoniacului, obținându-se abur cu o presiune de 1,5... 110 at.
RO9701305A 1997-07-15 1997-07-15 Procedeu de obtinere a amoniacului RO116071B1 (ro)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RO9701305A RO116071B1 (ro) 1997-07-15 1997-07-15 Procedeu de obtinere a amoniacului

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RO9701305A RO116071B1 (ro) 1997-07-15 1997-07-15 Procedeu de obtinere a amoniacului

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RO116071B1 true RO116071B1 (ro) 2000-10-30

Family

ID=20105310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RO9701305A RO116071B1 (ro) 1997-07-15 1997-07-15 Procedeu de obtinere a amoniacului

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO116071B1 (ro)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010142174A1 (zh) * 2009-06-12 2010-12-16 武汉高安新材料有限公司 制备高纯氨的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010142174A1 (zh) * 2009-06-12 2010-12-16 武汉高安新材料有限公司 制备高纯氨的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9067847B2 (en) Process for producing a synthesis gas mixture
RU2412226C2 (ru) Способ получения и конверсии синтез-газа (варианты)
CA2859678C (en) Process for producing ammonia and urea
US4618451A (en) Synthesis gas
KR101717121B1 (ko) 메탄올 및 암모니아의 공동 제조
US20090105356A1 (en) Process and plant for producing synthesis gas
CA3150876A1 (en) Process for the conversion of carbon dioxide
US20030113244A1 (en) Method for producing carbon monoxide by reverse conversion with an adapted catalyst
CN102849680A (zh) 从天然气中合成及纯化氢气的方法
KR102662931B1 (ko) 메탄올 합성을 위한 새로운 방법
CA1263671A (en) Process for the production of synthesis gas
CA2835472A1 (en) Process for producing ammonia and urea
CA3217663A1 (en) Method for production of blue ammonia
RU2425089C2 (ru) Система синтеза жидкого топлива
GB2139644A (en) Synthesis gas
EP4476166A1 (en) Hybrid ammonia decomposition system
WO2001036357A1 (en) Cogeneration of methanol and electrical power
JP2008290927A (ja) 有機ハイドライドを用いる水素精製法およびその装置
JP2001097906A (ja) メタノールの製造方法
JPS59167527A (ja) メタノ−ルの製法
CN1320951C (zh) 利用部分催化氧化产生合成气的方法
RO116071B1 (ro) Procedeu de obtinere a amoniacului
CN120513214A (zh) 由甲醇或氨获得高纯度的氢气的方法和装置
Seiiedhoseiny et al. Hydrogen production system combined with a membrane reactor from ammonia
WO2022177536A1 (en) A method and a system for producing fuel and high value-added chemicals from carbon dioxide-rich process gases