RU2174942C2 - Способ совместного производства аммиака и метанола - Google Patents

Способ совместного производства аммиака и метанола Download PDF

Info

Publication number
RU2174942C2
RU2174942C2 RU98104925/12A RU98104925A RU2174942C2 RU 2174942 C2 RU2174942 C2 RU 2174942C2 RU 98104925/12 A RU98104925/12 A RU 98104925/12A RU 98104925 A RU98104925 A RU 98104925A RU 2174942 C2 RU2174942 C2 RU 2174942C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
section
reforming section
primary reforming
gaseous phase
primary
Prior art date
Application number
RU98104925/12A
Other languages
English (en)
Other versions
RU98104925A (ru
Inventor
Марко БАДАНО
Франко Фаббри
Ерманно Филиппи
Original Assignee
Метанол Касэл С.А.
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 Метанол Касэл С.А. filed Critical Метанол Касэл С.А.
Publication of RU98104925A publication Critical patent/RU98104925A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2174942C2 publication Critical patent/RU2174942C2/ru

Links

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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/025—Preparation or purification of gas mixtures for ammonia synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/382—Multi-step processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/1516—Multisteps
    • C07C29/1518—Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/142—At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • C01B2203/143—Three or more reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/148—Details of the flowsheet involving a recycle stream to the feed of the process for making hydrogen or synthesis gas
    • 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)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу совместного производства аммиака и метанола. Установка для совместного производства аммиака и метанола включает первую первичную секцию риформинга и вторичную секцию риформинга, расположенные в ряд, для получения первой газообразной фазы, включающей СО, СО2 и H2, секцию синтеза аммиака и секцию синтеза метанола. Она дополнительно содержит средство подачи метана и пара в указанную первую первичную секцию риформинга, вторую первичную секцию риформинга "обменного" типа для получения второй газообразной фазы, включающей СО, CO2 и H2, средство для подачи метана и пара в реакционную зону, соединительное средство между указанной вторичной секцией риформинга и указанной второй первичной секцией риформинга, средство для непрямого теплообмена между указанной первой газообразной фазой и указанным метаном и паром во второй первичной секции риформинга, соединительное средство между указанной второй первичной секцией риформинга и указанной секцией синтеза метанола и соединительное средство между указанной второй первичной секцией риформинга и указанной секцией синтеза аммиака для подачи в последнюю указанной первой газообразной фазы. Способ совместного производства аммиака и метанола включает стадии подачи метана и пара в реакционную зону, определенную во второй первичной секции риформинга. В это же время первая газообразная фаза подается снаружи в реакционную зону второй первичной секции риформинга. Метан и пар взаимодействуют за счет непрямого теплообмена с первой газообразной фазой с получением второй газообразной фазы, включающей СО, CO2 и H2. Первая газообразная фаза, выходящая из второй первичной секции риформинга, подается затем в секцию синтеза аммиака, в то время как вторая газообразная фаза подается в секцию синтеза метанола. Изобретение позволяет повысить произодительность. 4 с. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к способу совместного производства аммиака и метанола на установке, включающей первую первичную секцию риформинга и вторичную секцию риформинга, расположенные в ряд, секцию синтеза аммиака и секцию синтеза метанола, указанный способ, включающий стадии подачи метана и пара в первую первичную секцию риформинга, взаимодействия метана и пара в первой первичной секции риформинга и последовательно во вторичной секции риформинга с получением первой газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2.
В описании, приведенном ниже и в следующей формуле изобретения, термин: "in situ" модернизация понимается как имеющий значение модификации на участке предварительно существующего реактора, для того, чтобы улучшить его характеристики и получить, например, большую производительность и/или большую степень превращения и/или снизить расход энергии.
В описании, приведенном ниже и в следующей формуле изобретения, термин: "синтетическая секция" понимается как секция, имеющая значение, относящееся обычно ко всей установке или ее части, касающейся производства аммиака и метанола и расположенных в рабочем состоянии с движением потока снизу секций риформинга.
В описании, приведенном ниже и в следующей формуле изобретения, термин: "метан" понимается как имеющий значение, относящееся обычно к источнику сырья водорода и углерода, такому как, например, сам метан или его смесь с жидкими и/или газообразными углеводородами, такими как натуральный газ и тяжелый бензин.
Настоящее изобретение относится также к установке для совместного производства аммиака и метанола для проведения вышеупомянутого способа, а также для модернизации способа на установке синтеза аммиака и для модернизации способа на установке совместного производства аммиака и метанола.
Как известно, имеет место все возрастающая потребность в области совместного производства аммиака и метанола для обеспечения способов синтеза легких в исполнении, которые позволяют достигать более высоких производительностей при низких производственных издержках и капиталовложениях и при более низком расходе энергии.
С целью удовлетворения вышеупомянутых требований недавно было предложено совместное производство в области синтеза аммиака и метанола, где поток газа, обогащенный CO, CO2 и H2, выходящий из вторичной секции риформинга установки синтеза аммиака, отводится в секцию синтеза производства метанола. Непрореагировавший газ последовательно повторно вводится в секцию синтеза установки аммиака.
Хотя в некотором смысле преимущества имеют место, вышеописанные способы обладают рядом недостатков, первый из которых заключается в том, что производительность аммиака и производительность метанола четко взаимосвязаны и зависят главным образом от количеств метана и пара, которые могут быть поданы в секции риформинга.
Другими словами, так как общая производительность установки, работающей в соответствии с этими способами, задана, по существу, мощностью нагрузки секций риформинга, в ситуации полномасштабной операции увеличение производительности метанола вызывает неизбежно приблизительно эквивалентное снижение производительности аммиака, и наоборот.
Это означает, что если желательно получать высокую производительность и аммиака, и метанола, необходимо в соответствии с известными ранее способами задавать размеры секций риформинга соответственно таким образом, чтобы они были способны поддерживать нагрузку реагентов, позволяющую достигать желаемой производительности. Кроме того, секции синтеза аммиака и метанола должны быть увеличенными по размеру для того, чтобы удовлетворять любому повышению нагрузки, вызванной изменением в производстве метанола и аммиака.
Следовательно, если требуется высокая производительность и производства аммиака, и производства метанола, должна быть обеспечена установка совместного производства для обеспечения вышеупомянутых способов, которая обнаруживает значительную структурную сложность, высокие капиталовложения и издержки производства и высокой расход энергии.
Из-за этих недостатков ранее известные способы совместного производства аммиака и метанола нашли поэтому лишь небольшое применение, несмотря на растущую потребность в промышленности.
Проблема, лежащая в основе настоящего изобретения, заключается в том, что обеспечивается способ совместного производства аммиака и метанола, который будет простым в выполнении и позволит достигнуть высокой производительности аммиака и метанола с низкими капиталовложениями и издержками в производстве и низким расходом энергии.
Эта проблема решается согласно настоящему изобретению способом совместного производства аммиака и метанола вышеупомянутого типа, который характеризуется тем, что он включает стадии подачи метана и пара в реакционную зону, определенную во второй первичной секции риформинга "обменного" типа, подачи первой газообразной фазы снаружи в реакционную зону во вторую первичную секцию риформинга, взаимодействия метана и пара в реакционной зоне за счет непрямого теплообмена с первой газообразной фазой, с получением второй газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2, подачи первой газообразной фазы, выходящей из второй первичной секции риформинга, в секцию синтеза аммиака и подачи второй газообразной фазы, выходящей из второй первичной секции риформинга, в секцию синтеза метанола.
В описании, приведенном ниже и в следующей формуле изобретения, термин: "первичная секция риформинга "обменного" типа" понимается как имеющая значение первичной секции риформинга производства CO, CO2 и H2, в которой тепло реакции вместо того, чтобы быть обеспеченным за счет сжигания топлива (например, натурального газа или тяжелого бензина), подается путем непрямого теплообмена с потоком горячего газа, направляемого в эту секцию. В этом конкретном случае, поток горячего газа представляется первой газообразной фазой, выходящей из вторичной секции риформинга.
"Риформинг-установки" "обменного" типа являются обычно известными в этой области техники и обычно применяются в процессах синтеза аммиака вместо первичной риформинг-установки.
Эти риформинг-установки имеют внутри реакционную зону, через которую проходят газообразные реагенты. Реакция риформинга возможно проводится за счет теплопередачи горячим газом, протекающим снаружи в реакционную зону.
Риформинг-установки этого типа состоят, например, из множества трубопроводов, заполненных катализатором, внешняя часть которых (боковая оболочка) предназначена для прохождения горячего газа, который дает реакционное тепло за счет непрямого теплообмена с более холодным газом, который течет в трубопроводах (поверхность трубы), которые принимают участие в теплообмене.
Риформинг-установка "обменного" типа может быть также обеспечена множеством смежных камер, поочередно заполняемых катализатором, где горячий и холодный газ протекают через пустые камеры и заполненные камеры соответственно. В этом случае камеры изготавливаются, например, с взаимно параллельными стенками или в виде концентрических цилиндров.
Благодаря способу настоящего изобретения целесообразным является возможность достижения независимого производства аммиака и метанола, которое позволяет получать высокие производительности простым путем, с низкими капиталовложениями и издержками производства и низким расходом энергии.
Действительно, согласно настоящему изобретению высокое содержание тепла в первой газообразной фазе, выходящей из вторичной секции риформинга, преимущественно используется в качестве тепла реакции в производстве во второй первичной секции риформинга второй газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2, для процесса синтеза метанола.
При реализации объекта изобретения - способ совместного производства аммиака на установке, включающей первую первичную секцию риформинга и вторичную секцию риформинга, расположенные в ряд, секцию синтеза аммиака и секцию синтеза метанола, осуществляют подачу метана и пара в первую первичную секцию риформинга, взаимодействия метана и пара в указанной первой первичной секции риформинга, а затем вторичной секции риформинга с получением первой газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2, причем способ также включает стадии подачи метана и пара в реакционную зону второй первичной секции риформинга "обменного" типа, подачи указанной первой газообразной фазы снаружи в указанную реакционную зону в указанной второй первичной секции риформинга, взаимодействия в указанной реакционной зоне указанного метана и пара за счет непрямого теплообмена с указанной первой газообразной фазой, с получением второй газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2, подачи указанной первой газообразной фазы, выходящей из указанной второй первичной секции риформинга в указанную секцию синтеза аммиака, подачи указанной второй газообразной фазы, выходящей из указанной второй первичной секции риформинга в указанную секцию синтеза метанола. Предпочтительно, чтобы температура первой газообразной фазы, подаваемой во вторую первичную секцию риформинга, находилась между 900oC и 1100oC. Способ может дополнительно включать стадию охлаждения указанной второй газообразной фазы, выходящей из указанной второй первичной секции риформинга, за счет непрямого теплообмена с охлаждающей водой с получением пара с высоким давлением и температурой, и/или дополнительные стадии отбора по крайней мере части указанной второй газообразной фазы, выходящей из указанной второй первичной секции риформинга, и подачи по крайней мере части указанной второй газообразной фазы в указанную первую первичную секцию риформинга, и/или дополнительные стадии отбора продуваемого газообразного потока, включающего CO, CO2 и H2, выходящего из указанной секции синтеза метанола, и подачи указанного продуваемого газообразного потока в указанную первую первичную секцию риформинга.
При реализации объекта изобретения - установка для совместного производства аммиака и метанола, включающая первую первичную секцию риформинга и вторичную секцию риформинга, расположенные в ряд, для получения первой газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2, секцию синтеза аммиака и секцию синтеза метанола, в установку дополнительно вводят средство подачи метана и пара в указанную первую первичную секцию риформинга, вторую первичную секцию риформинга "обменного" типа для получения второй газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2, средство для подачи метана и пара в реакционную зону, определенную в указанной второй первичной секции риформинга, соединительное средство между указанной вторичной секцией риформинга и указанной второй первичной секцией риформинга для подачи снаружи в указанную реакционную зону указанной первой газообразной фазы, средство для непрямого теплообмена между указанной первой газообразной фазой и указанным метаном и паром во второй первичной секции риформинга, соединительное средство между указанной второй первичной секцией риформинга и указанной секцией синтеза метанола для подачи в последнюю второй газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2, и соединительное средство между указанной второй первичной секцией риформинга и указанной секцией синтеза аммиака для подачи в последнюю указанной первой газообразной фазы. Она может также дополнительно содержать секцию, которая имеет связь посредством жидкости с указанной секцией синтеза метанола для охлаждения указанной второй газообразной фазы, выходящей из указанной второй первичной секции риформинга, за счет непрямого теплообмена с охлаждающей водой, и/или она дополнительно содержит соединительное средство между указанной второй первичной секцией риформинга и указанной первой первичной секцией риформинга для подачи в последнюю по крайней мере части указанной второй газообразной фазы, выходящей из указанной второй первичной секции риформинга, и/или она дополнительно содержит соединительное средство между указанной секцией синтеза метанола и указанной первой первичной секцией риформинга для подачи в последнюю продуваемого газообразного потока, включающего CO, CO2 и H2, выходящего из указанной секции синтеза метанола.
При реализации объекта изобретения - способ модернизации установки совместного производства аммиака и метанола типа, включающей первую первичную секцию риформинга и вторичную секцию риформинга, расположенные в ряд, для получения первой газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2, средство для подачи метана и пара в указанную первую первичную секцию риформинга, секцию синтеза аммиака, секцию синтеза метанола, в нее дополнительно вводят вторую первичную секцию риформинга "обменного" типа, средство для подачи метана и пара в реакционную зону, определенную в указанной второй первичной секции риформинга, соединительное средство между указанной вторичной секцией риформинга и указанной второй первичной секцией риформинга для подачи снаружи в указанную реакционную зону первой газообразной фазы, средство для непрямого теплообмена между указанной первой газообразной фазой и указанным метаном и паром в указанной второй первичной секции риформинга, соединительное средство между указанной второй первичной секцией риформинга и указанной секцией синтеза метанола для подачи в последнюю второй газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2, и соединительное средство между указанной второй первичной секцией риформинга и указанной секцией синтеза аммиака для подачи в последнюю указанной первой газообразной фазы.
При реализации объекта изобретения - способ модернизации установки совместного производства аммиака и метанола типа, включающей первую первичную секцию риформинга и вторичную секцию риформинга, расположенные в ряд для получения первой газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2, средство для подачи метана и пара в указанную первую первичную секцию риформинга, секцию синтеза аммиака, секцию синтеза метанола, дополнительно вводят вторую первичную секцию риформинга "обменного" типа, средство для подачи метана и пара в реакционную зону, определенную в указанной второй первичной секции риформинга, соединительное средство между указанной вторичной секцией риформинга и указанной второй первичной секцией риформинга для подачи снаружи в указанную реакционную зону первой газообразной фазы, средство для непрямого теплообмена между указанной первой газообразной фазой и указанным метаном и паром в указанной второй первичной секции риформинга, соединительное средство между указанной второй первичной секцией риформинга и указанной секцией синтеза метанола для подачи в последнюю второй газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2, и соединительное средство между указанной второй первичной секцией риформинга и указанной секцией синтеза аммиака для подачи в последнюю указанной первой газообразной фазы.
При реализации обоих способов возможно дополнительное введение секции для охлаждения указанной второй газообразной фазы, выходящей из указанной второй первичной секции риформинга, за счет непрямого теплообмена с охлаждающей водой, при этом секция соединена с указанной секцией синтеза метанола, и/или дополнительное введение соединительного средства между указанной второй первичной секцией риформинга и указанной первой первичной секцией риформинга для подачи в последнюю по крайней мере части указанной второй газообразной фазы, и/или дополнительное введение соединительного средства между указанной секцией синтеза метанола и указанной первой первичной секцией риформинга, предназначенную для подачи в последнюю продуваемого газообразного потока, включающего CO, CO2 и H2, выходящего из указанной секции синтеза метанола.
Благодаря вышеупомянутым способам модернизации для существующей установки становится возможным проведение процесса совместного производства аммиака и метанола, простое в выполнении, способное достигать высокой производительности и аммиака, и метанола при низких производственных издержках и капиталовложениях и при низком расходовании энергии.
Характеристики и преимущества настоящего изобретения приводятся впредь в описании его варианта, приведенного ниже в виде примера, не ограничивающего изобретения, со ссылкой на прилагаемый чертеж.
Чертеж показывает блок-диаграмму процесса совместного производства аммиака и метанола согласно настоящему изобретению.
Чертеж показывает блок-диаграмму, иллюстрирующую стадии процесса совместного производства аммиака и метанола в соответствии с настоящим изобретением.
Этот процесс позволяет одновременно достигать высокой производительности аммиака (например, между 1000 и 2500 метрических тонн в сутки) и метанола (например, между 700 и 1700 метрическими тоннами в сутки).
Позиция 10 указывает на часть блок-диаграммы, иллюстрирующей стадии процесса производства аммиака.
В этой части 10 блоки 11, 12 и 13 указывают соответственно на первую первичную секцию риформинга и вторичную секцию риформинга и секцию синтеза аммиака. Последняя включает дополнительно к действительной секции синтеза, высоко- и низкотемпературные секции превращения CO, секцию отделению CO2 и секцию разложения метанола. Вышеупомянутые первичные и вторичные секции риформинга являются каталитическими.
Позиция 20 указывает обычно на часть блок-диаграммы, иллюстрирующей стадии процесса производства метанола.
В этой части 20 блоки 21 и 22 указывают соответственно на вторую первичную секцию риформинга и секцию синтеза метанола. Последняя также включает дополнительно к действительной секции синтеза, секцию конденсации и отделения H2O и секцию очистки метанола.
Преимущественно вторая первичная секция риформинга, указанная блоком 21, является секцией "обменного" типа и предпочтительно типа оборудованной множеством трубопроводов, заполненных катализатором, в которых происходит реакция риформинга.
К первой первичной секции риформинга, представленной блоком 11, подается поточная линия 1, которая представляет первый газообразный поток, включающий метан и пар. Температура этого первого газообразного потока является обычной температурой для установки аммиака, например 300-650oC.
Пропускаемые через первую первичную секцию риформинга и вторичную секцию риформинга (блоки 11 и 12), метан и пар, содержавшиеся в первом газообразном потоке, взаимодействуют с получением первой газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2.
Линия 2 потока представляет эту первую газообразную фазу, выходящую из вторичной секции риформинга, показанной блоком 12. Температура потока 2 газа находится предпочтительно между 980oC и 1050oC.
Преимущественно линия 2 потока пересекается со стороны оболочки второй первичной секции риформинга, представленной блоком 21, где он охлаждается снизу непрямым теплообменом с газообразным потоком, включающим метан и пар, подаваемыми боковой стороной трубопровода в блок 21, и показанные линией 3 потока.
На выходе из второй первичной секции риформинга (блок 21) газовый поток 2 подается в секцию синтеза аммиака (13) при температуре между 30oC и 600oC.
На выходе из блока 13 поток 2 содержит, главным образом, аммиак.
Газовый поток, представленный линией 3 потока, подается во вторую первичную секцию риформинга (блок 21) при температуре между 200oC и 600oC. Здесь газовый поток 3 взаимодействует преимущественно за счет непрямого теплообмена с газовым потоком, показанным линией 2 потока, с получением второй газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2.
Линия 4 потока показывает эту вторую газообразную фазу, выходящую из второй первичной секции риформинга (блок 21). Температура газового потока 4 обычно находится между 700oC и 1000oC.
Газовый поток 4 подается в секцию синтеза метанола, представленную блоком 22. На выходе из блока 22 поток 4 содержит, главным образом, метанол.
Рабочие условия секций синтеза аммиака или метанола (блоки 13 и 22, соответственно), а также типы реакций, происходящих в них, являются обычными для установки синтеза аммиака и метанола соответственно, известными специалисту в этой области и поэтому не описываются более детально.
Давление газовых потоков 1-4 находятся предпочтительно между 1 баром и 60 барами.
В соответствии с процессом совместного производства согласно настоящему изобретению первый поток метана и пара подается в первую первичную секцию риформинга (блок 11) и взаимодействует в этой секции риформинга и последовательно во вторичной секции риформинга (блоки 11 и 12) с получением первой газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2.
Преимущественно в соответствии с другими стадиями настоящего изобретения поток метана и пара подается в реакционную зону, определенную во второй первичной секции риформинга (блок 21). В это же время первая газообразная фаза подается снаружи в реакционную зону второй первичной секции риформинга. В пределах этой реакционной зоны метан и пар взаимодействуют за счет непрямого теплообмена с первой газообразной фазой с получением второй газообразной фазы, включающей CO, CO2 и H2. Первая газообразная фаза, выходящая из второй первичной секции риформинга, подается затем в секцию синтеза аммиака (блок 13), в то время как вторая газообразная фаза подается в секцию синтеза метанола (блок 22).
Таким образом, аммиак и метанол производятся в независимых процессах синтеза, где тепло, требуемое для реакции риформинга метана в процессе синтеза метанола, преимущественно получается за счет использования высокого содержания тепла в газовом потоке, выходящем из вторичной секции риформинга процесса синтеза аммиака.
В соответствии с другим, особенно предпочтительным, вариантом настоящего изобретения, но не показанным здесь, процесс совместного производства включает дополнительную стадию охлаждения второй газообразной фазы (линия 4 потока), выходящей из второй первичной секции риформинга (блок 21) за счет непрямого теплообмена с охлаждающей водой, с получением высокого значения давления и температуры пара, например, между 5 барами и 130 барами и между 150oC и 550oC соответственно.
Проводя процесс таким образом, тепло газовой фазы, выходящей из второй первичной секции риформинга, преимущественно расходуется на производство пара с высоким уровнем тепла, который может быть использован в зависимости от необходимости, например, в других секциях установки совместного производства аммиака и метанола.
Температура газового потока 4, который подвергается вышеупомянутой стадии охлаждения, составляет предпочтительно между 30oC и 300oC.
Тепло газового потока 4, выходящего из блока 21, может быть альтернативно возвращено для предварительного нагревания за счет непрямого теплообмена метана или газообразного потока, включающего метан и пар, для того чтобы быть поданными во вторую первичную секцию риформинга.
В соответствии с альтернативным вариантом процесса настоящего изобретения часть второй газообразной фазы (линия 4 потока), выходящей из блока 21, может быть преимущественно отведена к первой первичной секции риформинга (блок 11) процесса синтеза аммиака. Это позволяет приспосабливать производительность процесса производства метанола в зависимости от желаемого количества метанола и в то же самое время снижать нагрузку метана, который подается в процесс синтеза аммиака, с сохранением в результате сырья и энергии.
На чертеже этот вариант показывается прерывистой линией с помощью линии 5 потока.
Установка совместного производства аммиака и метанола согласно настоящему изобретению включает секции, представленные блоками 11-13 и 21-22 чертежа.
На вводе и между секциями, составляющими вышеупомянутую установку, обеспечивают пригодные подающее и соединительное средства, соответственно типа известных в промышленности, например трубы, трубопроводы и им подобные приспособления, представленные схематически линиями 1-6 потока чертежа.
Внутри второй первичной секции риформинга, представленной блоком 21, также обеспечиваются пригодные средства для непрямого теплообмена между газовыми потоками 2 и 3. Эти средства могут включать один или большее количество теплообменников.
Преимущественно установка согласно настоящему изобретению обеспечивает также секцию охлаждения (не показана) для охлаждения газового потока 4, выходящего из блока 21, за счет непрямого теплообмена с охлаждающей водой. Охлаждающая секция этого типа может включать, например, испаритель для производства пара.
Для того, чтобы увеличить производство метанола, газовый поток, включающий CO2 (не показан), преимущественно добавляется к линии 3 или 4 потока, предпочтительно линии 4 потока.
Фактически, так как газ, протекающий через линию 4, является обычно очень обогащенным H2, вышеуказанное добавление позволяет улучшить стехиометрическое отношение CO2/H2, которое приводит к улучшению условий синтеза метанола.
В соответствии с настоящим изобретением способ модернизации существующей установки совместного производства аммиака и метанола, включающей первую первичную секцию риформинга и вторичную секцию риформинга (блоки 11 и 12), расположенные в ряд, секцию синтеза аммиака (блок 13) и секцию синтеза метанола (блок 22), преимущественно обеспечивает стадии, обеспечивающие вторую первичную секцию риформинга (блок 21) "обменного" типа, включающую средство, пригодное для непрямого теплообмена, и обеспечивающую соответствующее средство для подачи во вторую первичную секцию риформинга (блок 21)и соединение между вторичной секцией риформинга и второй первичной секцией риформинга (блоки 12 и 21) в отношениях между второй первичной секцией риформинга и секциями синтеза аммиака и метанола (блоки 21, 13, 22).
Способ модернизации существующей установки синтеза аммиака согласно настоящему изобретению обеспечивает дополнительную стадию, которая обеспечивает дополнительно ко второй первичной секции риформинга, также секцию синтеза метанола (блок 22).
Преимущественно в альтернативном варианте вышеуказанных способов модернизации, не показаны, секция охлаждения для охлаждения газового потока 4 за счет непрямого теплообмена с охлаждающей водой, для производства пара с высоким уровнем тепла, обеспечивается между блоками 21 и 22.
Кроме того, в соответствии с другим вариантом способов модернизации в соответствии с настоящим изобретением преимущественно обеспечивается пригодное соединительное средство между второй и первой первичной секциями риформинга (блоки 21 и 11) и между секцией синтеза метанола и первой первичной секцией риформинга (блок 11). Таким образом, становится возможным удаление избытка CO, CO2 и H2 из процесса синтеза метанола и направление его в процесс синтеза аммиака для облегчения метановой нагрузки, которую посылают в секции риформинга установки синтеза аммиака и, таким образом, достигают снижения расхода энергии и сырья.
В конкретной ситуации, которая предназначается только для того, чтобы производить аммиак, вышеуказанные способы модернизации преимущественно позволяют увеличивать производство секций риформинга в отношении ранее существовавшей установки синтеза аммиака, благодаря обеспечению второй первичной секции риформинга.
Из приведенного выше становятся ясными огромные преимущества, достигаемые настоящим изобретением. В частности, обеспечивается процесс совместного производства аммиака и метанола, простой в исполнении, способный достигать высокой производительности синтеза метанола и аммиака с низкими затратами и капиталовложениями и низким расходом энергии. Кроме того, в случае модернизации установки синтеза аммиака или установки совместного производства аммиака и метанола становится возможным достижение высокой производительности метанола, поддерживая в то же время неизменной производительность аммиака.

Claims (14)

1. Способ совместного производства аммиака и метанола на установке, включающей первую первичную секцию риформинга и вторичную секцию риформинга, расположенные в ряд, секцию синтеза аммиака и секцию синтеза метанола, указанный способ, включающий подачу метана и пара в первую первичную секцию риформинга, взаимодействия метана и пара в указанной первой первичной секции риформинга, а затем вторичной секции риформинга с получением первой газообразной фазы, включающей СО, СО2 и Н2, отличающийся тем, что он включает стадии подачи метана и пара в реакционную зону второй первичной секции риформинга "обменного" типа, подачи указанной первой газообразной фазы снаружи в указанную реакционную зону в указанной второй первичной секции риформинга, взаимодействия в указанной реакционной зоне указанного метана и пара за счет непрямого теплообмена с указанной первой газообразной фазой с получением второй газообразной фазы, включающей СО, СО2 и Н2, подачи указанной первой газообразной фазы, выходящей из указанной второй первичной секции риформинга, в указанную секцию синтеза аммиака, подачи указанной второй газообразной фазы, выходящей из указанной второй первичной секции риформинга, в указанную секцию синтеза метанола.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура первой газообразной фазы, подаваемой во вторую первичную секцию риформинга, находится между 900 и 1100oС.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что он включает дополнительную стадию охлаждения указанной второй газообразной фазы, выходящей из указанной второй первичной секции риформинга, за счет непрямого теплообмена с охлаждающей водой с получением пара с высоким давлением и температурой.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он включает дополнительные стадии отбора по крайней мере части указанной второй газообразной фазы, выходящей из указанной второй первичной секции риформинга, и подачи по крайней мере части указанной второй газообразной фазы в указанную первую первичную секцию риформинга.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он включает дополнительные стадии отбора продуваемого газообразного потока, включающего СО, СО2 и Н2, выходящего из указанной секции синтеза метанола, и подачи указанного продуваемого газообразного потока в указанную первую первичную секцию риформинга.
6. Установка для совместного производства аммиака и метанола, включающая первую первичную секцию риформинга 11 и вторичную секцию риформинга 12, расположенные в ряд, для получения первой газообразной фазы, включающей СО, СО2 и Н2, средство 1 подачи метана и пара в указанную первую первичную секцию риформинга 11, секцию синтеза аммиака 13 и секцию синтеза метанола 22, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вторую первичную секцию риформинга 21 "обменного" типа для получения второй газообразной фазы, включающей СО, СО2 и Н2, средство 3 для подачи метана и пара в реакционную зону, определенную в указанной второй первичной секции риформинга 21, соединительное средство между указанной вторичной секцией риформинга 12 и указанной второй первичной секцией риформинга 21 для подачи снаружи в указанную реакционную зону указанной первой газообразной фазы, средство для непрямого теплообмена между указанной первой газообразной фазой и указанным метаном и паром во второй первичной секции риформинга 21, соединительное средство 4 между указанной второй первичной секцией риформинга 21 и указанной секцией синтеза метанола 22 для подачи в последнюю второй газообразной фазы, включающей СО, CO2 и Н2, и соединительное средство между указанной второй первичной секцией риформинга 21 и указанной секцией синтеза аммиака 13 для подачи в последнюю указанной первой газообразной фазы.
7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит секцию, которая имеет связь посредством жидкости с указанной секцией синтеза метанола 22 для охлаждения указанной второй газообразной фазы, выходящей из указанной второй первичной секции риформинга 21, за счет непрямого теплообмена с охлаждающей водой.
8. Установка по п.6, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит соединительное средство 5 между указанной второй первичной секцией риформинга 21 и указанной первой первичной секцией риформинга 11 для подачи в последнюю по крайней мере части указанной второй газообразной фазы, выходящей из указанной второй первичной секции риформинга 21.
9. Установка по п.6, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит соединительное средство 6 между указанной секцией синтеза метанола 22 и указанной первой первичной секции риформинга 11 для подачи в последнюю продуваемого газообразного потока, включающего СО, CO2 и Н2, выходящего из указанной секции синтеза метанола 22.
10. Способ модернизации установки синтеза аммиака типа, включающей первую первичную секцию риформинга 11 и вторичную секцию риформинга 12, расположенные в pяд, для получения первой газообразной фазы, включающей СО, СО2 и Н2, средство 1 для подачи метана и пара в указанную первую первичную секцию риформинга 11, секцию синтеза аммиака 13, путем введения секции синтеза метанола 22, второй первичной секции риформинга "обменного" типа 21, средства 3 для подачи метана и пара в реакционную зону указанной второй первичной секции риформинга 21, соединительного средства между указанной вторичной секцией риформинга 12 и указанной второй первичной секцией риформинга 21 для подачи снаружи в указанную реакционную зону указанной первой газообразной фазы, средства для непрямого теплообмена между указанной первой газообразной фазой и указанным метаном и паром в указанной второй первичной секции риформинга 21, соединительного средства 4 между указанной второй первичной секцией риформинга 21 и указанной секцией синтеза метанола 22 для подачи в последнюю второй газообразной фазы, включающей СО, CO2 и Н2, соединительного средства между указанной второй первичной секцией риформинга 21 и указанной секцией синтеза аммиака 13 для подачи в последнюю указанной первой газообразной фазы.
11. Способ модернизации установки совместного производства аммиака и метанола, включающей первую первичную секцию риформинга 11 и вторичную секцию риформинга 12, расположенные в ряд, для получения первой газообразной фазы, включающей СО, CO2 и Н2, средство 1 для подачи метана и пара в указанную первую первичную секцию риформинга 11, секцию синтеза аммиака 13, секцию синтеза метанола 22, путем введения второй первичной секции риформинга "обменного" типа 21, средства 3 для подачи метана и пара в реакционную зону в указанной второй первичной секции риформинга 21, соединительного средства между указанной вторичной секцией риформинга 12 и указанной второй первичной секцией риформинга 21 для подачи снаружи в указанную реакционную зону первой газообразной фазы, средства для непрямого теплообмена между указанной первой газообразной фазой и указанным метаном и паром в указанной второй первичной секции риформинга 21, соединительного средства 4 между указанной второй первичной секцией риформинга 21 и указанной секцией синтеза метанола 22 для подачи в последнюю второй газообразной фазы, включающей СО, CO2 и Н2, и соединительного средства между указанной второй первичной секцией риформинга 21 и указанной секцией синтеза аммиака 13 для подачи в последнюю указанной первой газообразной фазы.
12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что вводят секцию для охлаждения указанной второй газообразной фазы, выходящей из указанной второй первичной секции риформинга, за счет непрямого теплообмена с охлаждающей водой, при этом секция соединена с указанной секцией синтеза метанола 22.
13. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что вводят соединительное средство 5 между указанной второй первичной секцией риформинга 21 и указанной первой первичной секцией риформинга 11 для подачи в последнюю по крайней мере части указанной второй газообразной фазы.
14. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что вводят соединительное средство 6 между указанной секцией синтеза метанола 22 и указанной первой первичной секцией риформинга 11 для подачи в последнюю продуваемого газообразного потока, включающего СО, CO2 и Н2, выходящего из указанной секции синтеза метанола.
RU98104925/12A 1995-11-23 1996-11-19 Способ совместного производства аммиака и метанола RU2174942C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH3309/95 1995-11-23
CH330995 1995-11-23
CH33009/95 1995-11-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98104925A RU98104925A (ru) 2000-01-10
RU2174942C2 true RU2174942C2 (ru) 2001-10-20

Family

ID=4253207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98104925/12A RU2174942C2 (ru) 1995-11-23 1996-11-19 Способ совместного производства аммиака и метанола

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6106793A (ru)
EP (1) EP0862536B1 (ru)
JP (1) JP2000500428A (ru)
CN (1) CN1114558C (ru)
AR (1) AR004734A1 (ru)
AU (1) AU699576B2 (ru)
BR (1) BR9610519A (ru)
CA (1) CA2226260C (ru)
DE (1) DE69608301T2 (ru)
EG (1) EG20985A (ru)
MX (1) MX9800794A (ru)
RU (1) RU2174942C2 (ru)
UA (1) UA48186C2 (ru)
WO (1) WO1997019018A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688760C2 (ru) * 2014-11-27 2019-05-22 Касале Са Способ модернизации установки для получения аммиака
RU2708049C2 (ru) * 2015-05-21 2019-12-03 Касале Са Способ повышения производительности установки синтеза аммиака
RU2774658C1 (ru) * 2018-06-08 2022-06-21 Касале Са Способ производства метанола

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4033988B2 (ja) * 1997-11-27 2008-01-16 東洋エンジニアリング株式会社 メタノ−ルの製造方法
US6599491B2 (en) * 2001-01-22 2003-07-29 Kenneth Ebenes Vidalin Bimodal hydrogen manufacture
EP2192082B1 (en) * 2008-11-28 2013-07-03 Haldor Topsoe A/S Co-production of methanol and ammonia
ES2440016T3 (es) 2009-08-20 2014-01-27 Saudi Basic Industries Corporation Procedimiento para la coproducción de metanol y amoníaco
CN102985398B (zh) 2010-06-24 2015-04-15 赫多特普索化工设备公司 甲醇和氨的共同生产
GB201502894D0 (en) 2015-02-20 2015-04-08 Johnson Matthey Plc Process
GB201502893D0 (en) 2015-02-20 2015-04-08 Johnson Matthey Plc Process
GB201522396D0 (en) 2015-12-18 2016-02-03 Johnson Matthey Plc Process
RU2663167C2 (ru) * 2016-08-23 2018-08-01 Общество с ограниченной ответственностью "Оргнефтехим-Холдинг" Способ совместного производства аммиака и метанола

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3598527A (en) * 1968-10-11 1971-08-10 Pullman Inc Ammonia and methanol production
EP0011404B1 (en) * 1978-11-10 1982-12-29 Imperial Chemical Industries Plc Integrated process for synthesis of methanol and of ammonia
JPS55154314A (en) * 1979-05-18 1980-12-01 Toyo Eng Corp Joint production of methanol and ammonia
DE3066990D1 (en) * 1979-09-14 1984-04-19 Ici Plc Synthesis reactor and processes
EP0093502B2 (en) * 1982-04-14 1988-11-17 Imperial Chemical Industries Plc Ammonia production process
SU1472437A1 (ru) * 1987-03-17 1989-04-15 Предприятие П/Я В-2609 Способ получени газа дл синтеза аммиака
US4886651A (en) * 1988-05-18 1989-12-12 Air Products And Chemicals, Inc. Process for co-production of higher alcohols, methanol and ammonia
DK167864B1 (da) * 1990-02-02 1993-12-27 Topsoe Haldor As Fremgangsmaade og reaktorsystem til reforming af carbonhydrider under varmeveksling
GB2252317B (en) * 1991-01-03 1995-02-15 Enserch Int Investment Combined ammonia/methanol process
US5180570A (en) * 1992-01-23 1993-01-19 Lee Jing M Integrated process for making methanol and ammonia

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688760C2 (ru) * 2014-11-27 2019-05-22 Касале Са Способ модернизации установки для получения аммиака
US11091373B2 (en) 2014-11-27 2021-08-17 Casale Sa Method for revamping an ammonia plant
RU2708049C2 (ru) * 2015-05-21 2019-12-03 Касале Са Способ повышения производительности установки синтеза аммиака
US10696561B2 (en) 2015-05-21 2020-06-30 Casale Sa Method for increasing the capacity of an ammonia plant
RU2782258C2 (ru) * 2017-12-18 2022-10-25 Джонсон Мэттей Дэйви Текнолоджиз Лимитед Способ получения метанола и аммиака
RU2774658C1 (ru) * 2018-06-08 2022-06-21 Касале Са Способ производства метанола

Also Published As

Publication number Publication date
EP0862536A1 (en) 1998-09-09
EG20985A (en) 2000-08-30
UA48186C2 (ru) 2002-08-15
BR9610519A (pt) 1999-03-30
MX9800794A (es) 1998-04-30
EP0862536B1 (en) 2000-05-10
CA2226260C (en) 2004-10-12
CA2226260A1 (en) 1997-05-29
DE69608301D1 (de) 2000-06-15
AU699576B2 (en) 1998-12-10
AU7329596A (en) 1997-06-11
DE69608301T2 (de) 2001-02-08
WO1997019018A1 (en) 1997-05-29
US6106793A (en) 2000-08-22
CN1192189A (zh) 1998-09-02
CN1114558C (zh) 2003-07-16
JP2000500428A (ja) 2000-01-18
AR004734A1 (es) 1999-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220194789A1 (en) Atr-based hydrogen process and plant
CN1031391C (zh) 从新鲜原料烃生产粗制氨合成气的方法
US4865624A (en) Method for steam reforming methanol and a system therefor
CA2205002C (en) Heat exchange apparatus and process
US6191174B1 (en) Process and plant for the production of methanol
RU2560363C2 (ru) Способ риформинга углеводородов
EP0999178B1 (en) Process for the production of synthesis gas
EP0601956B1 (en) Process for the preparation of carbon monoxide rich gas
RU2455059C2 (ru) Многореакторная химическая производственная система
US20150086465A1 (en) Process for Producing Ammonia Synthesis Gas
RU2174942C2 (ru) Способ совместного производства аммиака и метанола
EA028320B1 (ru) Способ совместного производства аммиака, мочевины и метанола
AU783540B2 (en) Method and plant for production of oxygenated hydrocarbons
GB2179366A (en) Process for the production of synthesis gas
RU2338685C2 (ru) Способ получения синтез-газа и устройство для его осуществления
RU2497583C2 (ru) Способ получения метанола путем паровой конверсии
MXPA98000794A (en) Process for the co-production of ammonia ymeta
EP1441981B1 (en) Reactor for reformation of natural gas and simultaneous production of hydrogen
US20210246021A1 (en) Method and device for carrying out a water-gas shift reactor
EP0914294B1 (en) Oxygen and nitrogen injection for increasing ammonia production
EA005458B1 (ru) Способ увеличения производительности существующей технологической установки и технологическая установка
US20230211304A1 (en) Multi-bed ammonia converter
CN100427384C (zh) 一种烃类蒸汽转化制备co和合成气及甲醇的方法
EA041436B1 (ru) Технологическая схема синтеза метанола для крупномасштабного производства
HU212607B (en) Process for producing ammonia synthesis gas