TH2107A - กระบวนการสังเคราะห์แอมโมเนียแบบควบคุมอุณหภูมิ - Google Patents

Abstract

มีการเปิดเผยถึงกระบวนการสำหรับสังเคราะห์แอมโมเนียที่มีการปรับปรุงประสิทธิภาพให้ดีขึ้น การเพิ่มประสิทธิภาพนี้ สำเร็จลงได้ด้วยการควบคุมอุณหภูมิของชั้นสารเร่งปฏิกิริยา อย่างน้อยสามชั้นที่ต่อกันอยู่แบบอนุกรมโดยใช้การแลก เปลี่ยนความร้อนระหว่างก๊าซไหลเข้า/ไหลออก ร่วมกับเครื่อง กำเนิดไอน้ำที่มีความดันสูง

Claims (2)

1. กระบวนการสำหรับสังเคราะห์แอมโมเนีย ซึ่งกระทำที่ความดันสูงกว่า 100 บรรยากาศ ซึ่งกระบวนการประกอบไปด้วย การนำ ของผสมของก๊าซแบบไหลต่อเนื่องผ่านเครื่องเพื่อดำเนินการ ด้วยขั้นตอนดังต่อไปนี้ (a) การนำ ก๊าซสำหรับสังเคราะห์แอมโมเนีย ที่ป้อนเข้าอย่าง น้อยส่วนหนึ่งผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อเพิ่ม อุณหภูมิก๊าซ (b) การนำก๊าซสำหรับสังเคราะห์ที่ป้อนเข้าดังกล่าวจาก (a) ผ่านชั้นสารเร่งปฏิกิริยาการสังเคราะห์แอมโมเนีย ชั้นที่ หนึ่ง เพื่อให้ได้ก๊าซที่ไหลออก (c) การนำก๊าซที่ไหลออกจากขั้นตอน (b) อย่างน้อยส่วนหนึ่ง ผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของ (a) เพื่อลดอุณหภูมิของ ก๊าซที่ปล่อยออกดังกล่าว (d) การนำก๊าซที่ไหลออกจากขั้นตอน (c) ผ่านชุดของชั้นสาร เร่งปฏิกิริยาการสังเคราะห์แอมโมเนีย ที่มีชั้นสารเร่ง ปฏิกิริยาอย่างน้อยอีกสองชั้น แล้วในช่วงถัดจากชั้นสารแต่ ละชั้นนำก๊าซผ่านเครื่องกำเนิดไอน้ำความดันสูง เพื่อลด อุณหภูมิของก๊าซที่ปล่อยออก และได้ก๊าซที่ปล่อยออกเป็นผล ผลิตท้ายสุด และ (e) การแยกแอมโมเนีย ออกจากก๊าซที่ไหลออกที่เป็นผลผลิตขั้น สุดท้ายของชุดชั้นสารเร่งปฏิกิริยาในขั้นตอน (d) 2. กระบวนการของข้อถือสิทธิที่ 1 ซึ่งกระบวนการของขั้นตอน (d) ประกอบด้วยชั้นสารเร่งปฏิกิริยาอีกสองชั้นต่ออนุกรมกัน และจากแต่ละชั้นตามด้วยเครื่องกำเนิดไอน้ำความดันสูง 3. วิธีการของข้อถือสิทธิที่ 1 ซึ่งรวมถึงการแลกเปลี่ยน ความร้อนระหว่างส่วนหนึ่งของก๊าซที่ไหลออกที่เป็นผลผลิต ขั้นสุดท้ายใน (d) อย่างน้อยส่วนหนึ่งของก๊าซสำหรับ สังเคราะห์ที่ป้อนเข้าอย่างน้อยส่วนหนึ่ง 4. กระบวนการของข้อถือสิทธิที่ 1,2 หรือ 3 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งก๊าซสำหรับสังเคราะห์ที่ป้อนเข้าใน (b) มีอุณหภูมิ ประมาณ 371.11 ถึง 426.66 องศา ซ (700 ถึง 800 องศาฟาเ รนไฮท์) 5. กระบวนการของข้อถือสิทธิที่ 1,2 หรือ 3 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งก๊าซที่ปล่อยออกมาจากขั้นตอน (b) มีอุณหภูมิประมาณ 482.22 ถึง 537.77 องศา ซ (900 ถึง 1000 องศาฟาเรนไฮท์) 6. กระบวนการของข้อถือสิทธิที่ 1,2 หรือ 3 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งก๊าซที่ไหลออกจากขั้นตอน (c) ที่ทำให้เย็นแล้วนั้นมี อุณหภูมิประมาณ 371.11 ถึง 426.66 องศา ซ (700 ถึง 800 องศาฟาเรนไฮท์) 7. กระบวนการของข้อถือสิทธิที่ 1,2 หรือ 3 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งอุณหภูมิของก๊าซผสมที่จุดเริ่มไหลเข้าชั้นสารเร่ง ปฏิกิริยาการสังเคราะห์แอมโมเนีย ชั้นใดๆ มีค่าประมาณ 371.11 ถึง 426.66 องศา ซ (700 ถึง 800 องศาฟาเรนไฮท์) 8. กระบวนการของข้อถือสิทธิที่ 1,2 หรือ 3 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งอุณหภูมิของก๊าซที่ปลายทางของการไหลผ่านชั้นสารเร่ง ปฏิกิริยาการสังเคราะห์แอมโมเนีย ชั้นใดๆ มีค่าประมาณ 398.88 ถึง 537.77 องศา ซ (750 ถึง 1000 องศาฟาเรนไฮท์) 9. กระบวนการของข้อถือสิทธิที่ 1,2 หรือ 3 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งอุณหภูมิของก๊าซสำหรับสังเคราะห์ที่ป้อนเข้าก่อนขั้น ตอน (a) มีค่าประมาณ 260 ถึง 315.55 องศา ซ (500 ถึง 600 องศาฟาเรนไฮท์) 1 0. กระบวนการของข้อถือสิทธิที่ 1,2 หรือ 3 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งอุณหภูมิของก๊าซที่ไหลออกที่เป็นผลผลิตขั้นสุดท้ายจาก (d) มีค่าประมาณ 315.55 ถึง 398.88 องศา ซ (600 ถึง 750 องศาฟาเรนไฮท์) 1 1. กระบวนการของข้อถือสิทธิที่ 1,2 หรือ 3 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งหน่วยแลกเปลี่ยนความร้อน และหน่วยเครื่องกำเนิดไอน้ำ แต่ละหน่วยอาจเลือกควบคุมด้วยระบบลัดผ่าน 1 2. กระบวนการของข้อถือสิทธิที่ 11 ซึ่งระบบควบคุมแบบลัด ผ่านเป็นการควบคุมการลัดผ่านแบบที่อยู่ภายใน 1 3. วิธีการปรับปรุงผลผลิตในกระบวนการสำหรับการสังเคราะห์ แอมโมเนียซึ่งกระทำที่ความดันสูงกว่า 100 บรรยากาศ ซึ่ง วิธีการประกอบไปด้วย (a) ชั้นสารเร่งปฏิกิริยาอย่างน้อยสาร ชั้นต่ออนุกรมกัน ซึ่งมีก๊าซสำหรับสังเคราะห์แอมโมเนีย ที่ ป้อนเข้าไหลผ่านแบบต่อเนื่อง (b) การควบคุมอุณหภูมิของก๊าซ สำหรับสังเคราะห์ที่ป้อนเข้าจากชั้นสารเร่งปฏิกิริยาชั้น ที่หนึ่งโดยการใช้แลกเปลี่ยนความร้อนกับก๊าซสำหรับ สังเคราะห์ที่ป้อนเข้าสู่ชั้นสารเร่งปฏิกิริยาชั้นที่หนึ่ง และ (c) การควบคุมอุณหภูมิของก๊าซที่ไหลออกจากชั้นสารเร่ง ปฏิกิริยาในขั้นต่อมาทุกชั้นในชุดที่ต่อกันอยู่แบบอนุกรม โดยใช้เครื่องกำเนิดไอน้ำที่ต่อแบบอนุกรมกับก๊าซที่ ไหลออกมาจากแต่ละชั้น 1 4.วิธีการของข้อถือสิทธิที่ 13 ซึ่งอุณหภูมิของก๊าซสำหรับ สังเคราะห์ที่ป้อนเข้าสู่ชั้นสารเร่งปฏิกิริยาแต่ละชั้น อยู่ระหว่าง 371.11 กับ 426.66 องศา ซ (700 กับ 800 องศาฟาเรนไฮท์) 1 5. วิธีการของข้อถือสิทธิที่ 14 ซึ่งก๊าซที่ไหลออกมาจาก เครื่องกำเนิดไอน้ำที่มีความดันสูง ซึ่งต่อแบบอนุกรมอยู่ กับชั้นสารเร่งปฏิกิริยาที่ต่อกันอยู่แบบอนุกรมนั้นได้รับ การแลกเปลี่ยนความร้อนกับก๊าซสำหรับสังเคราะห์ที่ป้อนเข้า มาใหม่ 1 6. วิธีการของข้อถือสิทธิที่ 12 ซึ่งการแลกเปลี่ยนความ ร้อนของก๊าซที่ไหลออกจากชั้นสารเร่งปฏิกิริยาชั้นที่หนึ่ง และเครื่องกำเนิดไอน้ำความดันสูงแต่ละเครื่องมีการควบคุม แบบลัดผ่านที่เป็นทางเลือก 1 7. วิธีการของข้อถือสิทธิที่ 16 ซึ่งการควบคุมแบบลัดผ่าน นั้น กระทำโดยลิ้นลัดผ่านแบบที่อยู่ภายใน 1 8. กระบวนการของข้อถือสิทธิที่ 13 ข้อใดข้อหนึ่งซึ่งจำนวน ชั้นสารเร่งปฏิกิริยาที่ต่อกันอยู่แบบอนุกรมนั้นเป็นสาม 1 9. กระบวนการสำหรับการสังเคราะห์แอมโมเนีย จากไนโตรเจนและ ไฮโดรเจน ซึ่งกระทำที่ความดันสูงกว่า 100 บรรยากาศ ซึ่ง กระบวนการประกอบไปด้วย (a) การนำของผสมของไฮโดรเจน และ ไนโตรเจนไหลแบบต่อเนื่องผ่านชั้นสารเร่งปฏิริริยาสามชั้น ที่ต่อแบบอนุกรมเป็นชุด (b) การใช้ความร้อนแก่ก๊าซสำหรับ สังเคราะห์อย่างน้อยส่วนหนึ่งก่อนที่ก๊าซนั้นจะเข้าสู่ชั้น สารเร่งปฏิกิริยาชั้นแรก โดยการแลกเปลี่ยนความร้อนกันอย่าง น้อยส่วนหนึ่งของก๊าซที่ไหลออกที่เป็นผลผลิตชั้นสุดท้ายจาก ชั้นสารเร่งปฏิกิริยาชั้นที่สามในชุดที่ต่อแบบอนุกรมกันและ กับอย่างน้อยส่วนหนึ่งของก๊าซที่ไหลออกจากสารเร่งปฏิกิริยา ชั้นแรกในชุดและ (c) การทำก๊าซที่ไหลออกจากชั้นสาร เร่งปฏิกิริยาชั้นที่สอง และที่สามแต่ละชั้นในชุดนั้นให้ เย็นลงโดยใช้เครื่องกำเนิดไอน้ำที่มีความดันสูง ซึ่งต่อ อนุกรมกันอยู่กับก๊าซที่ไหลออกจากชั้นสารเร่งปฏิกิริยาชั้น ที่สองและ ที่สามแต่ละชั้นนั้น 2 0. วิธีการของข้อถือสิทธิที่ 19 ซึ่งอุณหภูมิของก๊าซผสม ที่ไหลเข้าตรงทางเข้าสู่ชั้นสารเร่งปฏิกิริยาแต่ละชั้นมี ค่าอยู่ระหว่าง 371.11 ถึง 426.66 องศา ซ (700 ถึง 800 องศาฟาเรนไฮท์) 2 1. วิธีการของข้อถือสิทธิที่ 20 ซึ่งก๊าซที่ไหลออกจากชั้น สารเร่งปฏิกิริยาชั้นที่หนึ่งมีอุณหภูมิระหว่าง 482.22 กับ 537.77 องศา ซ (900 กับ 1000 องศาฟาเรนไฮท์) และก๊าซที่ไหล ออกจากชั้นสารเร่งปฏิกิริยาชั้นที่สองมีอุณหภูมิระหว่าง 454.44 และ 510 องศา ซ (850 และ 950 องศาฟาเรนไฮท์) และ อุณหภูมิของก๊าซที่ไหลออกจากชั้นสารเร่งปฏิกิริยาชั้นที่ สามมีอุณหภูมิระหว่าง 426.66 และ 482.11 องศา ซ (800 และ 900 องศาฟาเรนไฮท์) 2 2. วิธีการของข้อถือสิทธิที่ 20 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งการแลก เปลี่ยนความร้อนของก๊าซที่ไหลออกจากชั้นสารเร่งปฏิกิริยา ชั้นที่หนึ่ง และ เครื่องกำเนิดไอน้ำความดันสูงแต่ละ เครื่องมีการควบคุมแบบลัดผ่านที่เป็นทางเลือก 2 3. วิธีการของข้อถือสิทธิที่ 22 ซึ่งการควบคุมแบบลัดผ่าน กระทำด้วยลิ้นลัดผ่านที่อยู่ภายใน 2 4. กระบวนการสำหรับการสังเคราะห์แอมโมเนีย ซึ่งกระทำที่ ความดันสูงกว่า 100 บรรยากาศ โดยกระบวนการ ประกอบไปด้วย (a) การนำก๊าซสำหรับสังเคราะห์แอมโมเนีย ที่ป้อนเข้าอย่าง น้อยส่วนหนึ่งผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เพื่อเพิ่ม อุณหภูมิก๊าซให้เป็นประมาณ 260 ถึง 315.55 องศา ซ (500 ถึง 600 องศาฟาเรนไฮท์) (b) การนำก๊าซสำหรับสังเคราะห์แอมโมเนีย ที่ป้อนเข้าอย่าง น้อยส่วนหนึ่งจาก (a) เข้าสู่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เครื่องที่สองเพิ่มเติมอีกเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซนั้น (c) การรวมส่วนแรกของก๊าซสำหรับสังเคราะห์แอมโมเนีย ที่ ป้อนเข้า จาก (b) เข้ากับส่วนที่สองของก๊าซสำหรับแอมโมเนีย ที่ป้อนเข้าจาก (a) เพื่อให้ได้ก๊าซสำหรับสังเคราะห์รวมที่ มีอุณหภูมิประมาณ 371.11 ถึง 426.66 องศา ซ การไหลของส่วน ที่สองจะถูกปรับให้คงอุณหภูมิของก๊าซสำหรับสังเคราะห์รวม ที่ป้อนเข้าให้อยู่ระหว่างประมาณ 371.11 ถึง 426.66 องศา ซ (d) การนำก๊าซสำหรับสังเคราะห์ร่วมที่ป้อนเข้าจาก (c) ผ่าน ชั้นสารเร่งปฏิกิริยาการสังเคราะห์แอมโมเนีย ชั้นแรก เพื่อ ให้ได้ก๊าซที่ไหลออกที่มีอุณหภูมิระหว่างประมาณ 482.22 ถึง 537.77 องศา ซ (e) การนำก๊าซไหลออกจาก (d) ผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ของขั้นตอน (b) อันจะทำให้อุณหภูมิของมันลดลงเหลือประมาณ 371.11 ถึง 426.66 องศา ซ (f) การนำก๊าซไหลออกจาก (e) ผ่านชั้นสารเร่งปฏิกิริยาการ สังเคราะห์แอมโมเนีย เพิ่มเติมอีกชั้นหนึ่ง แล้วผ่าน เครื่องกำเนิดไอน้ำความดันสูง เพิ่มผลิตก๊าซไหลออกที่ อุณหภูมิ 371.11 ถึง 426.66 องศา ซ (g) การนำก๊าซไหลออกจากขั้นตอน (f) ผ่านชั้นสารเร่ง ปฏิกิริยาการสังเคราะห์แอมโมเนีย เพิ่มเติมอีกชั้นหนึ่ง แล้วผ่านเครื่องกำเนิดไอน้ำความดันสูงอีกเครื่องหนึ่ง เพื่อให้ได้ก๊าซไหลออก ซึ่งมีอุณหภูมิ 371.11 ถึง 426.66 องศา ซ และ (h) การนำก๊าซไหลออกจาก (g) ผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ของขั้นตอน (a) เพื่อให้ได้ก๊าซไหลออกซึ่งมีปริมาณ แอมโมเนีย อยู่ด้วยเทียบเท่ากับการเปลี่ยนแปลง 20% เป็น อย่างน้อย 2 5. กระบวนการของข้อถือสิทธิที่ 24 ซึ่งหน่วยเครื่องแลก เปลี่ยนความร้อนและเครื่องกำเนิดไอน้ำแต่ละเครื่องได้รับ การควบคุมโดยระบบลัดผ่านที่เป็นทางเลือกในการควบคุม 2 6. กระบวนการของข้อถือสิทธิที่ 25 ซึ่งระบบควบคุมแบบลัด ผ่านเป็นการควบคุมการลัดผ่านแบบที่อยู่ภายใน 2 7. กระบวนการสำหรับสังเคราะห์แอมโมเนีย ซึ่งกระทำที่ความ ดันสูงกว่า 100 บรรยากาศ ซึ่งขบวนการประกอบไปด้วย การทำของ ผสมของก๊าซแบบไหลต่อเนื่องผ่านเครื่องเพื่อดำเนินการด้วย ขั้นตอนดังต่อไปนี้ (a) การนำก๊าซสำหรับสังเคราะห์แอมโมเนีย ที่ป้อนเข้าอย่าง น้อยส่วนหนึ่งผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อเพิ่ม อุณหภูมิก๊าซ (b) การนำก๊าซสำหรับสังเคราะห์ที่ป้อนเข้าดังกล่าวจาก (a) ผ่านชั้นสารเร่งปฏิกิริยาการสังเคราะห์แอมโมเนีย ชั้นที่ หนึ่ง เพื่อให้ได้ก๊าซที่ไหลออก (c) การนำก๊าซที่ไหลออกจากขั้นตอน (b) อย่างน้อยส่วนหนึ่ง ผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของ (a) เพื่อลดอุณหภูมิของ ก๊าซที่ปล่อยออกดังกล่าว (d) การนำก๊าซที่ไหลออกจากขั้นตอน (c) ผ่านชุดของชั้นสาร เร่งปฏิกิริยาการสังเคราะห์แอมโมเนีย ที่มีชั้นสารเร่ง ปฏิกิริยาอย่างน้อยอีกสองชั้นแล้ว ในช่วงต่อ จากชั้นสารแต่ ละชั้นนำก๊าซผ่านแอ่งความร้อน (heat sink) ที่มีอุณหภูมิ สูง เพื่อลดอุณหภูมิของก๊าซไหลออกและเพื่อให้ได้ก๊าซไหลออก ที่เป็นผลผลิตท้ายสุด และ (e) การแยกแอมโมเนีย ออกจากก๊าซไหลออกที่เป็นผลผลิตท้ายสุด ของชุดในขั้นตอน (d) 2 8.กระบวนการดังในข้อถือสิทธิ 27 ที่ซึ่งมีการดำเนินกระบวน การที่อุณหภูมิระหว่างประมาณ 150 บรรยากาศ ถึงประมาณ 200 บรรยากาศ 2 9. กระบวนการดังในข้อถือสิทธิ 27 ที่ซึ่งแอ่งความร้อนที่ มีอุณหภูมิสุงประกอบไปด้วยเครื่องทำความร้อนที่ใช้ไอน้ำ (steam superheater) 3 0. กระบวนการดังในข้อถือสิทธิ 27 ที่ซึ่งแอ่งความร้อนที่ มีอุณหภูมิสูงประกอบไปด้วยระบบให้ความร้อนแก่น้ำที่ป้อน เข้าเครื่องดัมน้ำ 3

1. กระบวนการดังในข้อถือสิทธิ 27 ที่ซึ่งรวมถึงการแลก เปลี่ยนความร้อนระหว่างอย่างน้อยส่วนหนึ่งของก๊าซไหลออกที่ เป็นผลผลิตท้ายสุดในขั้นตอน (d) และอย่างน้อยส่วนหนึ่งของ ก๊าซสังเคราะห์ที่ป้อนเข้า 3

2. วิธีการปรับปรุงผลผลิตในกระบวนการสำหรับการสังเคราะห์ แอมโมเนีย ซึ่งกระทำที่ความดันสูงกว่า 100 บรรยากาศ ซึ่ง วิธีการประกอบไปด้วย (a) ชั้นสารเร่งปฏิกิริยาอย่างน้อยสาม ชั้นต่ออนุกรมกัน ซึ่งมีก๊าซสำหรับสังเคราะห์แอมโมเนีย ที่ ป้อนเข้าไหลผ่านแบบต่อเนื่อง (b) การควบคุมอุณหภูมิของก๊าซ สำหรับสังเคราะห์ ที่ป้อนเข้าจากชั้นสารเร่งปฏิกิริยาชั้น ที่หนึ่ง โดยการแลกเปลี่ยนความร้อนกับก๊าซสำหรับสังเคราะห์ ที่ป้อนเข้าสู่ชั้นสารเร่งปฏิกิริยาชั้นที่หนึ่ง และ (c) การควบคุมอุณหภูมิของก๊าซที่ไหลออกจากชั้นสารเร่งปฏิกิริยา ในขั้นต่อมาทุกชั้นในชุดที่ต่อกันอยู่แบบอนุกรม โดยใช้แอ่ง ความร้อนที่มีอุณหภูมิสูงที่ต่อ แบบอนุกรมกับก๊าซที่ไหลออกมาจากแต่ละชั้น (ข้อถือสิทธิ 32 ข้อ, 7 หน้า, 2 รูป)