RU2241667C1 - Каталитический способ производства аммиака из синтез-газа - Google Patents

Каталитический способ производства аммиака из синтез-газа

Info

Publication number
RU2241667C1
RU2241667C1 RU2003131973/15A RU2003131973A RU2241667C1 RU 2241667 C1 RU2241667 C1 RU 2241667C1 RU 2003131973/15 A RU2003131973/15 A RU 2003131973/15A RU 2003131973 A RU2003131973 A RU 2003131973A RU 2241667 C1 RU2241667 C1 RU 2241667C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
synthesis gas
catalyst
cooling
gas
reactor
Prior art date
Application number
RU2003131973/15A
Other languages
English (en)
Inventor
Герт УНГАР (DE)
Герт УНГАР
Юрг Дитер УНГАР (DE)
Юрг Дитер УНГАР
Зибилле УНГАР (DE)
Зибилле УНГАР
Original Assignee
Герт УНГАР
Юрг Дитер УНГАР
Зибилле УНГАР
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 Герт УНГАР, Юрг Дитер УНГАР, Зибилле УНГАР filed Critical Герт УНГАР
Application granted granted Critical
Publication of RU2241667C1 publication Critical patent/RU2241667C1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • B01J8/0446—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 flow within the beds being predominantly vertical
    • B01J8/0449—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 flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds
    • B01J8/0453—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 flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical 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
    • B01J8/0446—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 flow within the beds being predominantly vertical
    • B01J8/0476—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 flow within the beds being predominantly vertical in two or more otherwise shaped beds
    • B01J8/048—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 flow within the beds being predominantly vertical in two or more otherwise shaped beds the beds being superimposed one above the other
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • B01J2208/00176—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles outside the reactor
    • 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
    • B01J2208/00265—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2208/00274—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant vapours
    • 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
    • B01J2208/00265—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2208/00283—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant liquids
    • 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)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Аммиак получают из синтез-газа, содержащего азот и водород, на зернистом катализаторе в по меньшей мере одном реакторе под давлением в интервале от 50 до 300 бар и при температуре в интервале от 100 до 600°С. Смесь продуктов, содержащую пары NH3, отводят из реактора, охлаждают, аммиак конденсируется, и отделяют его, при этом рециркулирующий газ, к которому подмешивают свежий синтез-газ, возвращают в реактор в качестве синтез-газа, а непрореагировавший синтез-газ пропускают через первый слой катализатора, свободный от охлаждающих трубок, и затем в качестве частично прореагировавшего синтез-газа с содержанием NH3 от 5 до 20 об.% пропускают через теплообменник в качестве нагревающей жидкости. Частично прореагировавший синтез-газ пропускают через, по меньшей мере, один следующий слой катализатора, который пронизан охлаждающими трубками, а непрореагировавший синтез-газ пропускают в качестве охлаждающего газа через охлаждающие трубки следующего слоя катализатора и нагретый до 300-500°С охлаждающий газ направляют в первый слой катализатора, причем через охлаждающие трубки и следующие слои катализатора газ проходит прямотоком. Способ позволяет регулировать температуру синтез-газа при прохождении через несколько слоев катализатора для повышения концентрации аммиака в смеси на выходе из реактора. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Description

Изобретение относится к способу получения аммиака из синтез-газа, содержащего азот и водород, на зернистом катализаторе в по меньшей мере одном реакторе под давлением в интервале от 50 до 300 бар и при температуре в интервале от 100 до 600°С; причем из реактора смесь продуктов, содержащую пары NH3, отводят, охлаждают, при этом аммиак конденсируют и отделяют с образованием рециркулирующего газа, к которому подмешивают свежий синтез-газ и возвращают рециркулирующий газ в качестве синтез-газа в реактор.
В основе изобретения лежит задача обеспечения возможности регулировать температуру синтез-газа при прохождении через несколько слоев катализатора таким образом, чтобы смесь продуктов имела возможно более высокую концентрацию NH3. Этого достигают согласно изобретению благодаря тому, что непрореагировавший синтез-газ, который служит охлаждающим газом, пропускают через свободный от охлаждающих трубок первый слой катализатора и затем пропускают в качестве частично прореагировавшего синтез-газа с содержанием NH3 от 5 до 20 об.% в качестве нагревающей жидкости через теплообменник, частично прореагировавший синтез-газ пропускают через по меньшей мере один следующий слой катализатора, через который проходят охлаждающие трубки, непрореагировавший синтез-газ в качестве охлаждающего газа пропускают через охлаждающие трубки следующего слоя катализатора и нагретый до температуры от 300 до 500°С охлаждающий газ направляют в первый слой катализатора, причем через охлаждающие трубки и следующий слой катализатора проходит прямоток.
При указанном способе важно, чтобы непрореагировавший синтез-газ проходил сначала через первый слой катализатора, не содержащий охлаждающих трубок; причем образование NH3 проходит интенсивно и приводит обычно к повышению температуры на 80-200°С. В теплообменнике частично прореагировавший синтез-газ снова охлаждают, причем снижение температуры регулируют. Обычно в указанном теплообменнике температура снижается на 50-150°С. В другом слое катализатора, содержащем охлаждающие трубки, реакцию продолжают контролируемым образом до образования желаемой смеси продуктов. Число других слоев катализатора, снабженных охлаждающими трубками, составляет преимущественно 1-4 слоя. В каждом из этих охлаждаемых слоев можно желательным образом выбирать число охлаждающих трубок и тем самым интенсивность охлаждения. В теплообменник можно подавать жидкое, газообразное или парообразное охлаждающее средство, например, испаренную воду или непрореагировавший синтез-газ. Частично прореагировавший синтез-газ обычно охлаждают в теплообменнике на 30-180°С. Способ согласно изобретению позволяет достигать в охлажденных слоях катализатора температурного профиля, который ближе всего подходит к оптимальной температурной кривой. Этим достигают очень высокой концентрации NH3 в смеси продуктов.
Один из вариантов предложенного способа состоит в том, что выходящую из теплообменника нагревающую жидкость удаляют из реактора и подают в отдельный трубчатый реактор, в котором катализатор размещен в трубках, опосредованно охлаждаемых рециркулирующей охлаждающей жидкостью. Из трубчатого реактора отбирают частично прореагировавший синтез-газ с содержанием NH3 от 15 до 30 об.% и температурой от 250 до 500°С и затем пропускают его через один или несколько слоев катализатора с охлаждающими трубками. Обычно давление с внешней стороны трубок трубчатого реактора, содержащего катализатор, становится на 30-290 бар ниже, чем внутри трубок. Целесообразно частично прореагировавший синтез-газ с содержанием NH3 от 5 до 15 об.% подавать в отдельный трубчатый реактор с тем, чтобы основная часть реакции могла проходить в указанном отдельном реакторе.
Предпочтительное выполнение способа состоит в том, что частично прореагировавший синтез-газ пропускают по меньшей мере через два дополнительных слоя катализатора, которые снабжены охлаждающими трубками. Отбираемая из последнего из этих слоев катализатора смесь продуктов покидает реактор и охлаждается снаружи для конденсирования аммиака. Охлаждающий газ, поступающий из теплообменника, целесообразно пропускать сначала через охлаждающие трубки последнего слоя катализатора, а затем через охлаждающие трубки предпоследнего слоя катализатора. В таком случае создается возможность в теплообменнике в качестве охлаждающего средства использовать непрореагировавший синтез-газ, который затем подают на охлаждающие трубки слоя катализатора.
Получение синтез-газа, который содержит водород и азот в молярном отношении примерно 3:1, известно и описано, например, в патенте ЕР 307983. Применяемые катализаторы являются обычными и в качестве активных компонентов содержат, например, Fe и оксиды К, Са, Al (как, например, катализатор FNMS Montecatini-Edison).
Возможности оформления способа поясняются с помощью чертежей.
Они представляют:
фиг.1 - первый вариант реактора синтеза в продольном разрезе в схематическом представлении;
фиг.2 - реактор в продольном разрезе для второго варианта способа;
фиг.3 - диаграмма оптимального протекания реакции.
При способе по фиг.1 синтез-газ, подаваемый в рецикл, поступает через трубопровод (1) в реактор (2), снабженный наружной обкладкой (3) и внутренней обкладкой (4). Синтез-газ проходит сначала через трубопровод (7) в распределитель (8), который соединен с охладительными трубками (9). Охладительные трубки (9) находятся в слое (10) катализатора и соединены на своем выпускном конце со сборником (11), через который нагретый синтез-газ проходит в трубопровод (12) и затем в распределительную камеру (13) первого слоя (14) катализатора. Трубки (9) могут быть изогнутыми, спиралеобразными, а также прямыми.
Непрореагировавший синтез-газ поступает из распределительной камеры (13) в первый слой (14) катализатора, где происходит интенсивное образование NH3. В относящейся к первому слою (14) катализатора выпускной камере (15) собирается частично прореагировавший синтез-газ с содержанием NH3 от 5 до 20 об.% и проходит через отверстие (6) в стенке в теплообменник (5), не содержащий катализатора. Там частично прореагировавший синтез-газ опосредованно охлаждают, охладительное средство подают в трубопровод (5а) и отводят в трубопроводе (5b). Охлажденный частично прореагировавший синтез-газ направляют затем через следующее отверстие (16) в стенке сначала в распределительную камеру (17), относящуюся к охлаждаемому слою (10) катализатора. В указанном слое катализатора реакция продолжается и образуется смесь продуктов, которая сначала собирается в выпускной камере (18) и затем покидает реактор (2) через выпуск (19).
Смесь продуктов проходит через трубопровод (20) к опосредованному охладителю (21), перед которым может быть установлен обозначенный штрихами охладитель (21а), и затем известным способом еще дополнительно охлаждается в несколько стадий, причем NH3 конденсируется. Упрощенно на чертеже представлен теплообменник (22), из которого сконденсированный аммиак отбирают через трубопровод (23). Остающийся рециркулирующий газ проходит через трубопровод (24) в компрессор (25), при этом через трубопровод (26) подмешивают свежий синтез-газ. Рециркулирующий газ нагревают в теплообменнике (21) и через трубопровод (1) возвращают в реактор (2).
Можно, как известно, непрореагировавший синтез-газ и, например, рециркулирующий газ из трубопровода (1) сначала направить в промежуточную камеру (3а) между внешней обкладкой (3) и внутренней обкладкой (4), чтобы путем охлаждения защитить обкладки от перегрева. Указанный непрореагировавший синтез-газ затем направляют сначала, например, в охлаждающие трубки (9) охлажденного слоя (10) катализатора, где он действует как охлаждающий газ.
Для варианта способа по фиг.2 предусмотрен реактор (2а), с которым соединен отдельный трубчатый реактор (30). Подаваемый рециркулирующий синтез-газ через трубопровод (1) поступает сначала в теплообменник (5) и воспринимает тепло от частично прореагировавшего синтез-газа, который через отверстия (6) в стенке поступает в теплообменник (5). Частично нагретый охлаждающий газ проходит нисходящим потоком через трубопровод (31) из теплообменника (5) и поступает в распределитель (32), охлаждающие трубки (9) которого расположены в последнем слое (33) катализатора. Трубопровод (31) находится в вертикальной центральной трубке (29), внутренняя область которой свободна от катализатора.
Охлаждающие трубки (9) последнего слоя (33) катализатора выходят в сборник (34), который соединен с отводом (35), ведущим к распределителю (36). Соединенные с распределителем (36) охлаждающие трубки (9) находятся в следующем слое (38) катализатора, и охлаждающий газ проходит от трубок (9) к следующему сборнику (39) и затем через отвод (40) к третьему распределителю (41), который относится к следующему слою (42) катализатора. Отходящие от распределителя (41) охлаждающие трубки (9) выходят в сборник (43), который соединен с отводом (44), проводящим нагретый непрореагировавший синтез-газ в распределительную камеру (13) первого слоя (14) катализатора. Этот первый слой (14) катализатора свободен от охлаждающих трубок. Частично прореагировавший синтез-газ поступает сначала в коллектор (15) и затем охлаждается в газо-газовом теплообменнике (5). Оттуда частично прореагировавший синтез-газ с содержанием NH3 от 5 до 15 об.% проходит сначала через выпуск (46) и затем через трубопровод (47) в отдельный трубчатый реактор (30), в котором находится зернистый катализатор в трубках (50). Из распределительной камеры (48) в указанные трубки (50), окруженные охлаждающей средой, поступает частично прореагировавший синтез-газ. Охлаждающую среду подают в рецикл известным способом через внешний охладитель (51). Причем в случае охлаждающей среды речь идет, например, о дифениле или солевом расплаве.
Синтез-газ с содержанием NH3 от 15 до 30 об.% и температурой от 250 до 500°С покидает наполненные катализатором трубки (50), поступает сначала в коллектор (52) и проходит затем через трубопровод (53) в регулирующий патрубок (54) и затем через распределительную камеру (42а) в слой (42) катализатора.
Для следующей реакции частично прореагировавший синтез-газ на чертеже проходит вниз сначала через охлажденный слой (42) катализатора, затем через также охлажденный слой (38) катализатора и, наконец, через охлажденный слой (33) катализатора в выпускную камеру (33а) и далее в качестве смеси продуктов к выпуску (19) из реактора. Дальнейшая обработка смеси продуктов, в частности, ее охлаждение, отделение NH3, подача свежего синтез-газа и возврат в трубопровод (1) такие же, как описано для фиг.1.
В способе по фиг.2 значительным аспектом является то, что протекающий в охладительных трубках (9) охлаждающий газ с относительно низкой температурой сначала используют для охлаждения в последнем слое (33) катализатора, прежде чем его в качестве охладительного газа пропускают через предпоследний слой (38) катализатора.
На фиг.3 показана диаграмма зависимости температуры реакции Т и доли NH3 (в мол.%) в синтез-газе. Линия (G) дает равновесное состояние, линия (А) оптимальную температуру для скорости реакции. На участке В расположен относящийся к следующему примеру принцип работы слоя (38), температурная кривая указана линией (А1), (К) представляет собой соответствующую среднюю температуру охлаждения. В примере температуры в трубчатом реакторе (30), а также в слоях (42) и (33) приближены к оптимальной температурной кривой.
Пример.
Пример относится к проведению способа по фиг.2, причем в день получали 1000 т аммиака. Синтез-газ поступал после промывки жидким азотом и не содержал ни СН4, ни аргона.
Количественные данные, значения давлений, температур и составов, рассчитанные по частям, приведены в таблице. Катализатором является вышеупомянутый FNMS.
Figure 00000002
Данные для слоев (38) и (42) всякий раз относятся к выпуску из слоя. При оптимальных температурных условиях в данном примере на выходе из реактора (19) достигают очень высокой концентрации NH3, равной 29,5 об.%.

Claims (5)

1. Способ получения аммиака из синтез-газа, содержащего азот и водород, на зернистом катализаторе в по меньшей мере одном реакторе под давлением в интервале 50-300 бар и при температуре в интервале 100-600°С, причем из реактора смесь продуктов, содержащую пары NН3, отводят, охлаждают, аммиак конденсируют и отделяют с образованием рециркулирующего газа, к которому подмешивают свежий синтез-газ и рециркулирующий газ возвращают в реактор в качестве синтез-газа, при этом непрореагировавший синтез-газ пропускают через первый слой катализатора, не содержащий охлаждающих трубок, и затем в качестве частично прореагировавшего синтез-газа с содержанием NH3 5-20 об.% пропускают в качестве нагревающей жидкости через теплообменник, отличающийся тем, что частично прореагировавший синтез-газ пропускают через по меньшей мере два следующих слоя катализатора, через которые проходят охлаждающие трубки, при этом непрореагировавший синтез-газ пропускают через охлаждающие трубки следующих слоев катализатора в качестве охлаждающего газа и нагретый до 300-500°С охлаждающий газ направляют в первый слой катализатора, причем через охлаждающие трубки и следующие слои катализатора проходит прямоток, охлаждающий газ сначала пропускают через охлаждающие трубки последнего слоя катализатора и затем через охлаждающие трубки предпоследнего слоя катализатора.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поступающую из теплообменника нагревающую жидкость отводят из реактора и направляют в отдельный трубчатый реактор, в котором катализатор расположен в трубках, охлаждаемых рециркулирующей охлаждающей жидкостью, из трубчатого реактора отбирают частично прореагировавший синтез-газ с содержанием NH3 15-30 об.% и температурой 250-500°С и пропускают его через слой катализатора с охлаждающими трубками.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что давление с внешней стороны трубок трубчатого реактора, содержащих катализатор, на 30-290 бар ниже, чем внутри трубок.
4. Способ по п.1 или одному из следующих за ним пунктов, отличающийся тем, что в теплообменнике, в котором частично прореагировавший синтез-газ служит нагревающей жидкостью, пропускают непрореагировавший синтез-газ в качестве охлаждающего средства и затем направляют его в охлаждающие трубки слоя катализатора.
5. Способ по одному из пп.2-4, отличающийся тем, что частично прореагировавший синтез-газ с содержанием NH3 5-15 об.% направляют в отдельный трубчатый реактор.
RU2003131973/15A 2001-03-31 2002-02-15 Каталитический способ производства аммиака из синтез-газа RU2241667C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10116150.6 2001-03-31
DE10116150A DE10116150A1 (de) 2001-03-31 2001-03-31 Verfahren zum katalytischen Erzeugen von Ammoniak aus Synthesegas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2241667C1 true RU2241667C1 (ru) 2004-12-10

Family

ID=7679933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003131973/15A RU2241667C1 (ru) 2001-03-31 2002-02-15 Каталитический способ производства аммиака из синтез-газа

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7172743B2 (ru)
EP (1) EP1385785B1 (ru)
AR (1) AR033001A1 (ru)
AU (1) AU2002247721A1 (ru)
DE (2) DE10116150A1 (ru)
DK (1) DK1385785T3 (ru)
DZ (1) DZ3183A1 (ru)
EG (1) EG23018A (ru)
MY (1) MY126216A (ru)
RU (1) RU2241667C1 (ru)
WO (1) WO2002079088A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2608092C2 (ru) * 2015-05-29 2017-01-13 Дмитрий Александрович Блохин Реактор синтеза аммиака с разделенным потоком и трубчатой насадкой

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1442786A1 (en) 2003-01-29 2004-08-04 Methanol Casale S.A. Pseudo isothermal radial reactor
US7867465B2 (en) * 2008-05-29 2011-01-11 Kellogg Brown & Root Llc Cold wall horizontal ammonia converter
RU2497754C2 (ru) 2009-01-29 2013-11-10 Герт УНГАР Устройство и способ для синтеза аммиака
BRPI1007418A2 (pt) * 2009-01-30 2017-09-12 Basf Corp método para produzir amônia
EP3050849A1 (en) 2015-01-27 2016-08-03 Casale SA A process for the synthesis of ammonia
CN109437236A (zh) * 2018-12-10 2019-03-08 安徽金禾实业股份有限公司 一种合成氨工艺中循环机填料回气的回收方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1931678A (en) * 1931-12-02 1933-10-24 Atmospheric Nitrogen Corp Process for the synthetic production of compounds
US2046478A (en) * 1931-12-02 1936-07-07 Atmospheric Nitrogen Corp Process and apparatus for the syntheses of compounds
DE938546C (de) * 1948-10-02 1956-02-02 Wilhelm Dr-Ing Beckmann Verfahren zur katalytischen Gewinnung von Ammoniak
NL301586A (ru) * 1962-12-10
NL6400361A (ru) * 1964-01-17 1965-07-19
DE1542293A1 (de) * 1964-10-27 1970-03-26 Lentia Gmbh Vorrichtung zur Durchfuehrung exothermer katalytischer Gasreaktionen
GB1425271A (en) * 1971-05-14 1976-02-18 Combinatur Chimic Fagaras Reactor for catalytic ammonia synthesis at high temperatures and pressures
US4230680A (en) * 1978-07-17 1980-10-28 Pullman Incorporated Low energy process for synthesis of ammonia
GB2109361B (en) * 1981-11-18 1985-03-27 British Petroleum Co Plc Process for the production of ammonia
US4624842A (en) * 1982-11-26 1986-11-25 C. F. Braun & Co. Temperature controlled ammonia synthesis process
US4510123A (en) * 1982-11-26 1985-04-09 C F Braun & Co. Temperature controlled ammonia synthesis process
GB8410517D0 (en) * 1984-04-25 1984-05-31 Ici Plc Ammonia synthesis
US4744966A (en) * 1986-11-20 1988-05-17 Santa Fe Braun Inc. Process for synthesizing ammonia
US4867959A (en) * 1986-11-20 1989-09-19 Santa Fe Braun, Inc. Process for synthesizing ammonia
DE3725564A1 (de) * 1987-08-01 1989-02-09 Uhde Gmbh Verfahren und anlage zur durchfuehrung einer synthese, insbesondere zur synthese von ammoniak
WO1992005112A1 (en) * 1990-09-24 1992-04-02 C.F. Braun Inc. High conversion ammonia synthesis
EP0807602A1 (en) * 1996-05-13 1997-11-19 Haldor Topsoe A/S Process for the preparation of ammonia

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2608092C2 (ru) * 2015-05-29 2017-01-13 Дмитрий Александрович Блохин Реактор синтеза аммиака с разделенным потоком и трубчатой насадкой

Also Published As

Publication number Publication date
DE10116150A1 (de) 2002-10-10
AR033001A1 (es) 2003-12-03
EP1385785A2 (de) 2004-02-04
WO2002079088A3 (de) 2002-11-28
US20040146446A1 (en) 2004-07-29
MY126216A (en) 2006-09-29
DK1385785T3 (da) 2004-11-22
US7172743B2 (en) 2007-02-06
EP1385785B1 (de) 2004-09-15
DZ3183A1 (fr) 2005-01-30
AU2002247721A1 (en) 2002-10-15
EG23018A (en) 2003-12-31
DE50201045D1 (de) 2004-10-21
WO2002079088A2 (de) 2002-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5869011A (en) Fixed-bed catalytic reactor
EP0080270B1 (en) Synthesis process and reactor
US5520891A (en) Cross-flow, fixed-bed catalytic reactor
RU2753027C2 (ru) Реактор для проведения экзотермических равновесных реакций
RU2381058C2 (ru) Способ проведения гетерогенных каталитических экзотермических газофазных реакций
RU2603968C2 (ru) Способ синтеза мочевины с большим выходом
RU2241667C1 (ru) Каталитический способ производства аммиака из синтез-газа
US4767791A (en) Process for synthesizing methanol with an optimal temperature profile using a concentric pipe reactor
EP0142170B1 (en) Ammonia synthesis converter
SA98190278B1 (ar) عملية وجهاز لتصنيع الميلامين
RU2150995C1 (ru) Способ и реактор для гетерогенного экзотермического синтеза формальдегида
US5236671A (en) Apparatus for ammonia synthesis
EP3067318B1 (en) A method for modernizing the synthesis loop of an ammonia plant
RU2205794C2 (ru) Способ и конвертор для получения аммиака
RU2156160C2 (ru) Способ и реактор для гетерогенного экзотермического синтеза формальдегида
CA1193075A (en) Reactor
EP0650760B1 (en) Method of retrofitting a heterogeneous exothermic synthesis reactor
US3307921A (en) Apparatus for controlling chemical reactor temperatures by means of superheated steam
EP2297038B1 (en) Method for making ammonia using a cold wall horizontal ammonia converter
MXPA01004293A (en) Process and converter for the preparation of ammonia
JPH0857293A (ja) 高圧メラミン反応器

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170216