SU1407898A1 - Способ получени метанола, аммиака и аргона - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам совместного производства метанола, аммиака и аргона и позвол ет снизить расход углеводородного газа. Способ включает паровую или пароуглекислотную конверсию углеводородов в присутствии никелевого катализатора, выделение водорода и окиси из конвертированного газа диффузией, синтез метанола с выделением продувочных газов, паровоздушную конверсию углеводородов , конверсию окиси углерода с подачей двуокиси углерода на стадию пароуглекислотной конверсии углеводородов , синтез аммиака под давлением с выделением продувочных газов . При зтом продувочные газы стадий синтеза метанола и аммиака раздел ют на полупроницаемых селективных мембранах, выделенные из газов синтеза метанола водород и окись углерода подают на синтез метанола, выделенные из газов синтеза аммиака водород и азот направл ют на синтез аммиака, выделенный из продувочных газов синтеза метанола и аммиака метан направл ют на стадии паровоздушной конверсии углеводородов, а оставшийс  после мембраны продувочный газ подают на селективную мембрану дл  выделени  аргона. Суммарньй расход природного газа на I т продукции в предлагаемом способе снижаетс  на 1,62-2,5%. S (Л

Description

00

со

00

Изобретение относитс  к способам совместного производства метанола, аммиака и аргона и может найти свое применение в химической промышленности .

Цель изобретени  - снижение расхода углеводородного газа.

Пример 1. В качестве углеНепродиффундировавшийсл в диффузорах газовый поток в количестве 264,6 тыс.нм /ч состава, %: СИ 4 7,1; СО 1 ,53; СО 5,02; Н 48,34; 37,64; N 0,38 смешивают с 69,6 тыс. нагретого воздуха и с температурой 700 С подают в шахтный реактор, где осуществл етс  кон

водородных газов используют природный д верси  остаточных углеводородов.

газ состава, моль.д.: ,94; 0,03; CjH 0,02; N5.0,01. Комг примированный природный газ, очищен- ньй от сернистых соединений, в количестве 100 ТЫС.НМ1 V4, проход  тепло- ( обменник, нагреваетс  в смесителе, смешиваетс  с вод ным паром с соотношением пар:газ, равном 2. Парогазова  смесь давлением 7,0 МПа и температурой 500 с поступает в реакпионные 20 трубы трубчатой печи, где на никелевом катализаторе протекает парова  конверси  углеводородо.в. Конвертированный газ в количестве 474,6 тыс.нм /ч температурой 1050°С и состава,-/.: 25 СН4 3,96; СО 15,6; СО 2,8; 20,98; Н 2 56,45; Ng 0,21 поступает в теплообменник , где охлаждаетс , нагревает природньм газ, идущий на конверсию. В диффузоре на селективной полимер- 30 ной мембране выдел ют 70000 СО, а в диффузоре - на водородопроница- емой мембране 140000 Н,.

Выделенные окись углерода и водород смешивают в смесителе, комприми- руют до давлени  30,0 МПа и с температурой направл ют в колонну, где на катализаторе осуществл етс  синтез метанола.

Из циркул ционного газа синтеза метанола вывод т продувочный газ в количестве 4532 . Состав продувочного газа синтеза метанола, %: СО 32,04; Нг 60,19; СН4 4,02; HgO 3,75. Из продувочного газа синтеза метанола охлаждением выдел ют конденсат в количестве 170 им /ч, а в диффузорах 1 S4 нм /ч окиси углерода и 2728 водорода и направл ют их в колонну синтеза метанола. Оставшийс  продувочный газ, состо щий из метана и окиси углерода, в количестве 270 )1м /ч направл ют в реактор конверсии остаточных углеводородов , С учетом возврата СО и из продувочных газов в колонну синтеза метанола из 210000 смеси водорода и окиси углерода образуетс  99,62 т метанола.

В результате конверсии остаточног метана объем газа увеличиваетс  д 355,878 тыс.. Конвертированн газ поступает в теплообменник, гд отдает свое тепло воздуху, охлажд с  до 400°С и поступает в реактор конверсии окиси углерода. В резул те конверсии окиси углерода образ с  355,878 тыс. конвертирова ный газ следующего состава, %: СН4 0,026; СО 9,795; Hj 49,59; N«, 15,57; 24,82; Ar 0,175.

После охлаждени  в холодильник газа вьщел ют 88,355 тыс. к денсированньпЧ вод ной конденсат. денсат примен ют дл  технологичес нужд, в частности направл ют дл  получени  пара дл  паровой конвер углеводородов в трубчатой печи. , Конвертированный газ очищают в абсорбере от Двуокиси углерода до таточ)югч) содержани  СО в газе 15 кл/м (0,07%) и компримируют прессором до давлени  30,0 МПа и температурой направл ют в к ну, где на катштизаторе осуществл с  синтез аммиака. Из состава абс бента выдел ют 34,7 тыс.нм /ч СО котора  используетс  дл  технолог ких нужд.

Синтез аммиака осуществл ют при 350 С и под давлением 30 МПа. На си направл ют 232,823 тыс.нм конвертированный газ состава, %1 45 СН4 0,04; СО 0,02; СО 0,07; Нд 75,76; Аг 0,27. Количество ине составл ет 0,4% от количества све азотоводородной смеси. Из циркул  ного газа вывод т продувочный газ количестве 14887 им /ч и следующе состава, %: СН 2,03; Н 84,23; N3 7,05; Аг 4,22; И2,0 2,47.

Из этого газа выдел ют 368 нм конденсированных паров воды, оста газа направл ют в диффузоры, где селективных полупроницаемых мембр нах выдел ют 12523 HMV4 Н, 1048 нм Г) и 302 нм /ч . Выделенные во род и азот смешивают, к ним добав

35

40

50

0 5 0

В результате конверсии остаточного метана объем газа увеличиваетс  до 355,878 тыс.. Конвертированный газ поступает в теплообменник, где отдает свое тепло воздуху, охлаждаетс  до 400°С и поступает в реактор конверсии окиси углерода. В результате конверсии окиси углерода образуетс  355,878 тыс. конвертированный газ следующего состава, %: СН4 0,026; СО 9,795; Hj 49,59; N«, 15,57; 24,82; Ar 0,175.

После охлаждени  в холодильнике из газа вьщел ют 88,355 тыс. кон- денсированньпЧ вод ной конденсат. Конденсат примен ют дл  технологических нужд, в частности направл ют дл  получени  пара дл  паровой конверсии углеводородов в трубчатой печи. , Конвертированный газ очищают в абсорбере от Двуокиси углерода до ос- таточ)югч) содержани  СО в газе 15 кл/м (0,07%) и компримируют ком- прессором до давлени  30,0 МПа и с температурой направл ют в колонну , где на катштизаторе осуществл етс  синтез аммиака. Из состава абсорбента выдел ют 34,7 тыс.нм /ч СО , котора  используетс  дл  технологических нужд.

Синтез аммиака осуществл ют при 350 С и под давлением 30 МПа. На синтез направл ют 232,823 тыс. конвертированный газ состава, %1 5 СН4 0,04; СО 0,02; СО 0,07; ,81; Нд 75,76; Аг 0,27. Количество инертов составл ет 0,4% от количества свежей азотоводородной смеси. Из циркул ционного газа вывод т продувочный газ в количестве 14887 им /ч и следующего состава, %: СН 2,03; Н 84,23; N3 7,05; Аг 4,22; И2,0 2,47.

Из этого газа выдел ют 368 нм /ч конденсированных паров воды, остаток газа направл ют в диффузоры, где на селективных полупроницаемых мембранах выдел ют 12523 HMV4 Н, 1048 нм /ч Г) и 302 нм /ч . Выделенные водород и азот смешивают, к ним добавл ют

5

0

0

neAOCTaJouiee количество азот  дл  пол. - чени  соотношени  3 в количестве 3126 им /ч, и смесь направл ют в колонну синтеза аммиака. ВыделенньпЧ в диффузоре метан направл ют в реактор конверсии Остаточных углеводородов .

Оставшийс  газ после выделени  Hg, N и СН из продувочных газов jg состоит в основном из аргона и в количестве 626 им /ч направл ют дл  очистки аргона от следов других компонентов . Выход аргона 1,107 т/ч.

С учетом выделенного количества

15

компонентов продувочных газов из газа синтеза.аммиака

NHj/ч.

232823 образуетс  88,96 т

На стадию конверсии углеводородов возвращают выделенный метан из продувочного газа в количестве 270 нм /ч из цикла синтеза метанола и 302 нм /ч из цикла синтеза . С учетом их удельный расход природного газа на 1 т продукции составл ет (без учета количества природного газа, идущего на сжигание в трубчатых печах) 524,16 нм /1 т. Кроме того, образуетс  34700 COg или 183 (Ш, + CHjOH + Ar).

Пример 2. В качестве углеводородных газов используют природный газ состава, моль.д.: СН 0,9447;

СО 0,006; N 0,009; 0,03;

0,006;

0,0043. В трубчатом

реакторе подаетс  100 тыс. природный газ в смеси с вод ным паром и углекислотой при соотношении газ : : пар : СО, равном 1 : 1,7 : 0,3 с температурой и давлением 4,0 МПа. Образуетс  445,630 тыс.нм / конвертированный газ следующего состава , %: СН4 7,0; СО 17,68; СОг 5,56; N2 0,13; Н 46,49;

23,14. Конвертированный газ с температурой поступает в теплообменник дл  нагрева природного газа. В диффузорах на селективных мембранах выдел ют 75000 СО и 150000 нм /ч Н , которые после смешивани  и компримировани  подаютс  на синтез метанола. Синтез метанола осуществл ют при 300°С и давлении 30,0 МПа по циклической схеме.

Из циркул ционного газа синтеза метанола вывод т 5357 ни /ч продувочный газ следующего состава, %: СН4 11,2; СО 24,08; Н 55,39; HgO 9,33. Из продувочного газа вьше

. - jg 078984

л ют 500 конденсированных паров воды, в диффузорах на селективных полупроницаемьгх мембранах 1290 СО, 2967 нм /ч Н, и

15

20 25 30

35

40

45

50

55

600 СН. Выделенные Hg и СО возвращают в колонну синтеза метано- да. Выделенный метан отправл ют в реактор конверсии остаточных углеводородов . С учетом Н 2 и СО, выделенных из- продувочного газа, из 225000 нм /ч смр.си СО и Н образуетс  106,81 т CHjOH.

НепродифФундировавщийс  в диффузорах газовый поток в количестве 220,63 тыс.нм /ч и состава, %: СН4 14,13; СО 1,69; СО 11,19; , N 0,41; Hj,0 46,72; Н 25,86 смешивают с 65 гыс.нм /ч нагретым воздухом и с температурой 500 С подают в шахтный реактор дл  конверсии остаточных углеводородов. В результате конверсии остаточных углеводородов образуетс  334,145 тыс.нм /ч конвер- тированньгй газ следующего состава,%: СН4 0,01; СО 11,71; СО 6, И; Hj 35,57; N2 15,48; 30,94; Аг 0,18.

Из реактора остаточных углеводородов конвертированный газ с температурой поступает в воздухонагре- ват.ель, охлаждаетс  До 400 С и поступает в реактор конверсии окиси углерода . Образуетс  334,145 тыс.нм /ч конвертированный газ следующего состава , %: СН4 0,01; СО

0,06; 15,48;

СО 17,76; И 47,22; N 0,18; 19,29.

Из газа выдел ют 64,456 тыс.нм /ч конденсированный вод ной пар. Конвертированный газ очищают от СО ДО ее содержани  в газе 0,03%, при этом выдел ют 59,3 тыс. нм /ч двуокиси углерода, часть которой направл ют в реактор дл  пароуглекислотной. конверсии углеводородов.

Очищенный от СО и конденсата конБертированн1,п1 газ в количестве 210,389 тыс.нь; /ч и состава, Z: СН4 0,012; 0,09; СО 0,03; Н 75,0; N 24,59; Аг 0,278 сжимают до давлени  30 МПа и с температурой 300°С направл ют на синтез аммиака.

Из циркул ционного газа синтеза аммиака вывод т 18068 нм /ч продувочный газ след ющего состава,%: СН4 1,6; Н 71 ,92; N 20,72; 2,52: Ar 3,24.

Из ПРОДУВОЧНОГО газа выдел ют 454 нм /ч конденсированный вод ной пар, Остаток газа направл ют в диффузоры , где на селективных полупро- ницаемых мембранах из его состава выдел ют 12995 нм /ч водорода; 3744 Nj и 289 СИ. К выделенным водороду и азоту добавл ют 588 нм /ч азота и полученную смесь направл ют в колонну синтеза аммиака. Выделенный метан направл ют в реактор конверсии остаточных углеводородов. Оставшийс  после выделени  водорода, азота и метана продувочный газ состоит из аргона с примес ми, этот газ в количестве 586 направл ют дл  очистки аргона от примесей. Выход аргона 1 ,046 т/ч.

С учетом выделенного количества водорода и азота из продувочных газов из 210,389 тыс.нм /ч газа синтеза аммиака образуетс  79,623 т NH,o На стадию конверсии углеводородов возвращаетс  метан в количестве 600 из цикла синтеза метанола и 289 нм/ч ИЗ цикла синтеза аь 1иака. С учетом этого количества метана удельный расход углеводородов на 1 т продукции

составл ет: 528,65 нм /т.

Суммарный расход природного газа на 1 т продукции согласно предлагаемому способу снижаетс  на 8,7- 13,26 или на 1,62-2,5%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  метанола, амг-ошка и аргона, включающий паровую или па- роуглекислотную конверсию углеводородов в присутствии никелевого катализатора , выделение водорода и окиси углерода из конвертированного газа диффузией, синтез метанола с выделением продувочных газов, паровоздушную конверсию углеводородов, конвер сию окиси углерода, очистку газа от вод ного конденсата и двуокиси углерода с подачей двуокиси углерода на стадию пароуглекислотной конверсии углеводородов, синтез аммиака под давлением с выделением продувочных газов, отличающийс  тем, что, с целью снижени  расхода углеводородного сырь , продувочные газы стадий синтеза метанола и аммиака раздел ют на полупроницаемых селективных мембранах, при этом выделенные из газов синтеза метанола водород и окись углерода подают на синтез метанола , выделенные из газов синтеза аммиака водород и азот направл ют на синтез аммиака, выделенный из продувочных газов синтеза метанола и аммиака метан направл ют на стадии паровоздушной конверсии углеводородов, а оставшийс  после мембраны продувоч- ньй газ подают на селективную мембрану дл  выделени  аргона.