SU1211217A1

SU1211217A1 - Method of ammonia synthesis

Info

Publication number: SU1211217A1
Application number: SU823505308A
Authority: SU
Inventors: Александр Моисеевич Соколов
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6603
Priority date: 1982-10-25
Filing date: 1982-10-25
Publication date: 1986-02-15

Description

Изобретение относитс к способам синтеза аммиака из исходной газовой смеси, содержащей азот и водород, и может быть использовано в химической промышленности,The invention relates to methods for the synthesis of ammonia from an initial gas mixture containing nitrogen and hydrogen, and can be used in the chemical industry.

Цель изобретени - повышение выхода аммиака.The purpose of the invention is to increase the yield of ammonia.

На чертеже показан пример осущест влени предлагаемого способа.The drawing shows an example of the implementation of the proposed method.

Исходную газовую смесьj содержащую азот и водород, нагревают до температуры начала процесса последовательно вначале в предва1дательном теплообменнике 1, затем во встроенном теплообменнике 2 второй каталитической зо-« Hbij после чего газова смесь поступает на катализатор первой зоны 3, Далее газова смесь проходит последова- тельно вторую 4 и третью 5 каталитические зоны, в последней размещен встроенный теплообменник 6 дл нагрева внешнего хладоагента. Выход ща из каталитических зон газова смесь5 содержаща аммиак, отдает свое тепло исходной газовой смеси в пред- варительном теплообменнике I и охлаждаетс водой в теплообменнике 7, Регулирование температурного режима процесса осуществл ют регул тором 8, установленным на байпасе исходной газовой смеси вокруг предварительного теплообменника 1,,The initial gas mixture containing nitrogen and hydrogen is heated to the process start temperature successively first in the preliminary heat exchanger 1, then in the built-in heat exchanger 2 the second catalytic zone - Hbij after which the gas mixture goes to the catalyst of the first zone 3, Then the gas mixture passes sequentially the second 4 and third and 5 catalytic zones, in the latter there is an integrated heat exchanger 6 for heating the external refrigerant. The gas mixture 5 containing ammonia released from the catalytic zones transfers its heat to the initial gas mixture in the preliminary heat exchanger I and is cooled with water in the heat exchanger 7. The temperature control of the process is controlled by the regulator 8 installed on the bypass of the original gas mixture around the preliminary heat exchanger 1, ,

Пример, Исходна газова смесь состава, об.%: Н 63; Nj 21} СН4 8i Ш, 4j Ar - 4, по циркул ционной схеме при давлении 150 ат в количестве 504000 шш 245000 кг/ч при температуре 50 С подогревают вначале в предварительном теплооб- меннике 1 до З29 с, а затем во встроенном теплообменнике 2 второй каталитической зоны до 403 С, после чего газ поступает на катализатор СА-1 в три последовательные ката- литические зоны.Example, The initial gas mixture of the composition, vol.%: H 63; Nj 21} СН4 8i Ш, 4j Ar - 4, according to the circulation scheme at a pressure of 150 atm in the amount of 504,000 bw 245,000 kg / h at a temperature of 50 C, is first heated in the pre-heat exchanger 1 to C29 s and then in the built-in heat exchanger 2 the second catalytic zone is up to 403 C, after which the gas enters the CA-1 catalyst in three consecutive catalytic zones.

172172

В первой зоне 3 осуществл етс адиабатический процесс синтеза миака, при этом температура газа повышаетс до , а содержание аммиака с Д об,7, повьшаетс до 9,8 об.%.In the first zone 3, an adiabatic miak synthesis process is carried out, at that the gas temperature rises to, and the ammonia content from D about, 7, rises to 9.8% by volume.

Во второй каталитической зоне А, проводимой одновременно с отводом тепла на нагрев исходной газовой смеси, температура газа с 490 С снижаетс до 475 С, а содержание аммиака с 9,8 об,% повьшаетс до 14 об,%.In the second catalytic zone A, carried out simultaneously with the heat removal to heat the initial gas mixture, the gas temperature decreases from 490 ° C to 475 ° C and the ammonia content from 9.8%, increases to 14% vol.

В третьей каталитической зоне 5, проводимой одновременно с отводом тепла на нагрев и испарение жидкого аммиака, температура газовой смеси с 475 С снижаетс , до , а содержание аммиака в газе с 14 об.% повьшаетс до 20 об,%. Далее газова смесь охлаждаетс в предварительном теплообменнике 1 до 163 С и в теплообменнике 7 до 60 С,In the third catalytic zone 5, carried out simultaneously with the removal of heat for heating and evaporation of liquid ammonia, the temperature of the gas mixture from 475 C is reduced to, and the ammonia content in the gas rises from 14% by volume to 20% by volume. Next, the gas mixture is cooled in the pre-heat exchanger 1 to 163 ° C and in the heat exchanger 7 to 60 ° C,

Таким образом, прирост аммиака составл ет 20-4 16 об,%.Thus, the increase in ammonia is 20-4 16% by volume.

Существо предлагаемого изобретени заключаетс в проведении .процесса синтеза аммиака во второй каталитической зоне с понижением температуры на 3-70 С а в третьей зоне - с понижением температуры на 3-24 С.The essence of the proposed invention consists in carrying out the process of ammonia synthesis in the second catalytic zone with a decrease in temperature by 3-70 ° C and in the third zone - with a decrease in temperature by 3-24 C.

В табл. 1 представлены зкспери- ментальные данные процесса синтеза аммиака дл предлагаемых и запредельных температурных режимов (при выходе за пределы температурных режимов выход аммиака существенно снижаетс ); в табл, 2 - сравнительны данные процесса синтеза аммиака по предлагаемому способу и прототипу.In tab. Figure 1 shows the experimental data on the ammonia synthesis process for the proposed and extreme temperature regimes (when going beyond the temperature regime limits, the ammonia yield is significantly reduced); Table 2 shows comparative data of the ammonia synthesis process according to the proposed method and the prototype.

Преимущество предлагаемого способа состоит в увеличении выхода аммиака . Кроме того, предлагаемый спосо позвол ет вести процесс синтеза при низких давлени х, что значительно снижает энергоемкость процесса.The advantage of the proposed method is to increase the yield of ammonia. In addition, the proposed method allows to carry out the synthesis process at low pressures, which significantly reduces the energy intensity of the process.

nn

ГОGO

in in nin in n

COCO

оabout

СПSP

iriiri

00 m00 m

CTiCTi

enen

COCO

ff

in f.in f.

22

rr

«"

Oi 1ЛOi 1L

оabout

ОЧPTS

еоeo

оabout

soso

шsh

«ъ"Ъ

гоgo

№No

о сгabout sg

СПSP

VO 0VO 0

соwith

CTiCTi

vCvC

0000

«"

ооoo

о стabout st

соwith

елate

ОчOch

VOVO

f r - f r -

о rabout r

о о -about o -

шsh

«ъ со“Ъ with

СПSP

иand

е-«e- "

II

ВНИИПИ Заказ 603/27 Тираж 452 Подписное Филиал nm Патент, г.Ужгород, ул.Проектна , 4VNIIPI Order 603/27 Circulation 452 Subscription Branch nm Patent, Uzhgorod, Proektna St., 4

ОABOUT

-i в-i to

Claims

1. METHOD FOR AMMONIA SYNTHESIS, comprising sequentially passing an initial gas mixture containing nitrogen and hydrogen through three catalytic zones with an increase in temperature in the first catalytic zone and a decrease in temperature in the third catalytic zone upon preliminary heating of the initial gas mixture with the heat of gas passing through the third catalytic zone, characterized in that, in order to increase the yield of ammonia, in the second catalytic zone, the process is conducted with a decrease in the gas temperature at the outlet of the zone by 3-70 ° C, and in the third catalytic Coy zone gas temperature at the outlet from the zone is lowered to 3-24 ° C.

2, the method of pop. 1, characterized in that the lowering of the temperature in the second catalytic zone is carried out by heat exchange with a preheated, non-fluid gas mixture.

3. The method of pop, 1, characterized by the fact that the temperature is lowered in the third catalytic zone by heat exchange with an external refrigerant - ammonia or water, or a water-ammonia solution,

SU, 1211217