UA124533C2 - Спосіб реконструкції аміачного заводу - Google Patents
Спосіб реконструкції аміачного заводу Download PDFInfo
- Publication number
- UA124533C2 UA124533C2 UAA201809499A UAA201809499A UA124533C2 UA 124533 C2 UA124533 C2 UA 124533C2 UA A201809499 A UAA201809499 A UA A201809499A UA A201809499 A UAA201809499 A UA A201809499A UA 124533 C2 UA124533 C2 UA 124533C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- steam
- iron
- catalyst
- pressure drop
- conversion
- Prior art date
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 86
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 110
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 30
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 30
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 119
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 13
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 8
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 7
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 238000007373 indentation Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 73
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 29
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 24
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 15
- 239000003570 air Substances 0.000 description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 9
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 4
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 3
- 241001026509 Kata Species 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000009420 retrofitting Methods 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001274216 Naso Species 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JNDCGJHDOUBQAL-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Al+3].[O-2].[Zn+2].[Cu+2] Chemical group [O-2].[Al+3].[O-2].[Zn+2].[Cu+2] JNDCGJHDOUBQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 calcium aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N chromium iron Chemical compound [Cr].[Fe] UPHIPHFJVNKLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940117975 chromium trioxide Drugs 0.000 description 1
- UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+3].[Cr+3] UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GAMDZJFZMJECOS-UHFFFAOYSA-N chromium(6+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+6] GAMDZJFZMJECOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000012084 conversion product Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C01B3/48—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 followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
-
- 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
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
- C10K3/02—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment
- C10K3/04—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment reducing the carbon monoxide content, e.g. water-gas shift [WGS]
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/745—Iron
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/86—Chromium
- B01J23/862—Iron and chromium
-
- B01J35/50—
-
- B01J35/613—
-
- 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
- C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
- C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
- C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
-
- 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
- C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
-
- 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
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/0415—Purification by absorption in liquids
-
- 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
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/042—Purification by adsorption on solids
- C01B2203/043—Regenerative adsorption process in two or more beds, one for adsorption, the other for regeneration
-
- 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
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/0435—Catalytic purification
- C01B2203/0445—Selective methanation
-
- 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
- C01B2203/06—Integration with other chemical processes
- C01B2203/068—Ammonia synthesis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G35/00—Reforming naphtha
- C10G35/02—Thermal reforming
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G59/00—Treatment of naphtha by two or more reforming processes only or by at least one reforming process and at least one process which does not substantially change the boiling range of the naphtha
- C10G59/02—Treatment of naphtha by two or more reforming processes only or by at least one reforming process and at least one process which does not substantially change the boiling range of the naphtha plural serial stages only
-
- 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
Description
(54) СПОСІБ РЕКОНСТРУКЦІЇ АМІАЧНОГО ЗАВОДУ (57) Реферат:
Описаний спосіб реконструкції установки одержання аміаку, де згадана установка одержання аміаку має передній край, що містить один або декілька конверторів, що живляться вуглеводневою сировиною при деякій швидкості подачі вуглеводневої сировини, і реактор високотемпературної конверсії що живиться реформованим газом, одержаним зі згаданого одного або декількох конверторів, і що містить нерухомий шар залізовмісного каталізатора конверсії водяного газу, де згаданий передній край працює при першому відношенні пара/вугллець і першому перепаді тиску, де згаданий спосіб містить етапи (ї) заміни залізовмісного каталізатора конверсії водяного газу на каталізатор конверсії водяного газу при низькій парі з утворенням модифікованого переднього краю, (ії) роботи модифікованого переднього краю при другому відношенні пара/вуглець і другому перепаді тиску, де друге відношення пара/вугллець щонайменше на 0,2 менше першого відношення пара/вуглець, а другий перепад тиску менший, ніж перший перепад тиску, і (ії) збільшення швидкості подачі вуглеводневої сировини в згадані один або декілька конверторів.
Даний винахід стосується способу реконструкції способу високотемпературної конверсії.
Зокрема, воно стосується способу реконструкції способу високотемпературної конверсії на аміачному заводі.
Звичайно аміак одержують за допомогою способу Габера-Боша, у якому водень і азот реагують при високому тиску. Загальна стехіометрія для цієї реакції наступна:
З На--М» «з 2 МНз
Звичайно водень одержують шляхом парової конверсії вуглеводневої сировини, такої як природний газ, у способі, відомому як первинна конверсія, одержуючи потік, що містить вуглеводень, що не прореагував, водень, діоксид вуглецю і моноксид вуглецю. Азот може забезпечуватися з ряду джерел, але часто забезпечується шляхом вторинної конверсії продукту первинної конверсії повітрям з одержанням вихідного синтез-газу. Потім застосовують каталітичну конверсію водяного газу, звичайно у дві стадії включаючи стадію високотемпературної конверсії на шарі залізовмісного каталізатора з перетворенням щонайменше частини моноксиду вуглецю в діоксид вуглецю і утворенням додаткового водню.
Потім діоксид вуглецю видаляють, наприклад, шляхом поглинання. Потік, що залишився, часто піддають каталітичному метануванню, перетворюючи залишкові кількості моноксиду вуглецю і діоксиду вуглецю в метан. Потім потік з метанатора, що буде складатися, головним чином, з водню і азоту зі слідовими кількостями метану, стискають і подають у реактор синтезу аміаку, у якому водень реагує з азотом, утворюючи аміак.
Мінімальне відношення пари до вуглецю в аміачному заводі визначають, беручи до уваги ряд факторів, включаючи ефективність хімічного перетворення, утворення вуглецю в установці первинної конверсії і, особливо, необхідність запобігання надлишкового відновлення каталізатора високотемпературної конверсії що може приводити до небажаного утворення вуглеводнів у синтез-газі. Багато заводів також стримуються перепадом тиску, тому що перепад тиску на заводах обмежує загальну продуктивність. Це означає, що зниження перепаду внутрішнього тиску може давати збільшення продуктивності заводу. Зменшення відношення пари до вуглецю знижує потік крізь установку і, отже, знижує перепад тиску.
ЕР2590893(А1) розкриває спосіб одержання аміачного синтез-газу з вуглеводеньвмісної сировини з етапами первинної конверсії, вторинної конверсії потоком окиснювача і подальшої
Зо обробки синтез-газу, включаючи конверсію, видалення діоксиду вуглецю і метанування, у якому синтез-газ, що поставляється шляхом вторинної конверсії, піддають середньотемпературній конверсії (СТК) на каталізаторі мідь/оксид цинку/оксид алюмінію при температурі від 200 до 350 "С, а первинну конверсію виконують при відношенні пари до вуглецю менше 2 шляхом установки вище за ходом реактора попередньої конверсії. Розкривається відповідний спосіб реконструкції аміачного заводу, де існуючий реактор високотемпературної конверсії (ВТК) модифікують для роботи при помірній температурі або заміняють новим СТК реактором, і реактор попередньої конверсії встановлюють вище за ходом від реактора первинної конверсії, так що відношення пари до вуглецю в реакторі первинної конверсії може бути знижене до величини в інтервалі від 1,5 до 2.
Автори виявили, що альтернативний спосіб може бути використаний для зниження відношення пара/вуглець і збільшення продуктивності без установки реактора попередньої конверсії і СТК реактора.
Відповідно, даний винахід забезпечує спосіб реконструкції і роботи установки одержання аміаку, де згадана установка одержання аміаку має передній край, що містить один або декілька конверторів, що живляться вуглеводневою сировиною, і реактор високотемпературної конверсії, що живиться реформованим газом, одержаним зі згаданого одного або декількох конверторів, що містить нерухомий шар залізовмісного каталізатора конверсії водяного газу, де згаданий передній край працює при першому відношенні пара/вуглець і першому перепаді тиску, де згаданий спосіб містить етапи (ії) заміни залізовмісного каталізатора конверсії водяного газу на каталізатор конверсії водяного газу при низькій парі з утворенням модифікованого переднього краю, (її) роботи модифікованого переднього краю при другому відношенні пара/вуглець і другому перепаді тиску, де друге відношення пара/вуглець щонайменше на 0,2 менше першого відношення пара/вуглець, а другий перепад тиску менший, ніж перший перепад тиску, і потім (ії) збільшення швидкості подачі вуглеводневої сировини в згадані один або декілька конверторів.
Зниження перепаду тиску на передньому краї, викликане заміною каталізатора в реакторі конверсії водяного газу і підстроюванням відношення пара/вуглець, дозволяє операторові аміачного способу збільшити потік вуглеводневої сировини в один або декілька конверторів і, тим самим, одержувати більше аміаку. Таким чином, термін "реконструкція" у даній заявці 60 означає спосіб збільшення виробництва аміаку на існуючій установці одержання аміаку.
Стадія генерації синтез-газу може бути основана на паровій конверсії вуглеводневої сировини, такої як природний газ, нафта або відхідний газ нафтопереробки. Це може досягатися шляхом первинної конверсії вуглеводневої сировини паром у заповнених каталізатором трубах із зовнішнім обігрівом у паровому конвертері, що нагрівається полум'ям або газом, і, можливо, шляхом вторинної конверсії газової суміші первинної конверсії при її частковому спалюванні за допомогою кисеньвмісного газу і наступному пропусканні частково згорілої газової суміші крізь шар каталізатора парової конверсії. Кисеньвмісний газ може являти собою повітря, кисень або збагачене киснем повітря. Каталізатор первинної конверсії звичайно містить нікель у кількості в інтервалі 1-30 мас. 956, нанесений на сформовані тугоплавкі оксиди, такі як альфа-оксид алюмінію або алюмінати магнію або кальцію. Альтернативно, можуть бути використані структуровані каталізатори, у яких каталізатор з нікелем або благородним металом забезпечений у вигляді нанесеного поверхневого шару на металевій або керамічній структурі, або каталізатори можуть бути забезпечені в множині контейнерів, розташованих у трубах.
Реакції парової конверсії відбуваються в трубах на каталізаторі парової конверсії при температурах вище 350 С, і звичайно текуче середовище, що виходить із труб, має температуру в інтервалі 650-950 "С. Теплообмінне середовище, що тече навколо труб, може мати температуру в інтервалі 900-1300 "С. Тиск може бути в інтервалі 10-80 бар абс. У вторинному конвертері газ із первинної конверсії що може містити додаткову порцію вуглеводневої сировини, частково згоряє в пальнику, установленому біля вершини конвертера.
Частково згорілий, конвертований газ потім адіабатично проходить крізь шар каталізатора парової конверсії, розташований під пальником, приводячи склад газу до рівноваги. Теплота для ендотермічної реакції парової конверсії подається за допомогою гарячого, частково згорілого, конвертованого газу. Коли частково згорілий, конвертований газ контактує з каталізатором парової конверсії, він охолоджується ендотермічною реакцією парової конверсії до температур в інтервалі 900-1100 "С. Шар каталізатора парової конверсії у вторинному конвертері звичайно містить нікель у кількості в інтервалі 1-30 мас. 95, нанесений на сформовані тугоплавкі оксиди, але можуть бути використані шари, де самий верхній шар каталізатора містить благородний метал, такий як платина або родій, на носії оксид цирконію. Такий апарат для парової конверсії і каталізатори комерційно доступні.
Зо Альтернативно, парова конверсія може досягатися шляхом пропускання суміші вуглеводню і пари через адіабатичний попередній конвертер, що містить шар каталізатора парової конверсії, і потім шляхом пропускання попередньо конвертованої газової суміші в автотермічний конвертер, що працює в такий же спосіб, як вторинний конвертер, виробляючи газовий потік, що містить водень, оксиди вуглецю і пару. Азот також буде присутній у газовому потоці, коли автотермічний конвертер живлять повітрям або збагаченим киснем повітрям. В адіабатичній попередній конверсії суміш вуглеводню і пари надходить при вхідній температурі в інтервалі 300-620 "С вна нерухомий шар гранульованого нікельвмісного каталізатора попередньої конверсії. Такі каталізатори звичайно містять 240 мас. 95 нікелю (розраховуючи на Міс) і можуть бути приготовлені співосажденням нікельвмісного матеріалу з оксидом алюмінію і промотуючими сполуками, такими як оксид кремнію і оксид магнію. Знову, тиск може бути в інтервалі 10-80 бар абс.
У переважному способі передній край установки одержання аміаку містить паровий конвертер з полум'яним обігрівом і, можливо, вторинний конвертер. Отже, стадія генерації синтез-газу переважно містить первинну конверсію вуглеводневої сировини, зокрема природного газу, парою у паровому конвертері з полум'яним обігрівом з одержанням газового потоку, що містить водень, моноксид вуглецю, діоксид вуглецю і пару, і можливо стадію вторинної конверсії, у якій газ первинної конверсії, можливо з додатковою порцією вуглеводню, додатково конвертують у вторинному конвертері, використовуючи повітря, збагачене повітря або кисень. Повітря є переважним.
Передній край установки одержання аміаку додатково містить реактор високотемпературної конверсії, що містить нерухомий шар залізовмісного каталізатора конверсії водяного газу. Потік конвертованого газу, що звичайно містить водень, моноксид вуглецю, діоксид вуглецю і пару, і потенційно також метан і азот, піддають, можливо після підстроювання температури, одній або декільком стадіям каталітичної конверсії водяного газу шляхом пропускання газової суміші при підвищеній температурі і тиску над каталізатором конверсії водяного газу. Якщо є присутньою недостатньо пари, пару можна додавати в газову суміш перед тим, як її піддають конверсії водяного газу. Реакцію конверсії водяного газу можна записати в такий спосіб:
НгоСоО «з НаСО»
Реакцію можна проводити в одну або декілька стадій, включаючи етап високотемпературної бо конверсії, виконуваний у реакторі високотемпературної конверсії, що містить каталізатор високотемпературної конверсії. Для каталізаторів високотемпературної конверсії вхідна температура в реактор переважно знаходиться в інтервалі 280-500 "С, більш переважно 300- 450 С і найбільш переважно 310-380 С, так що продуктивність каталізатора за тривалий період є максимальною. Конверсію переважно виконують адіабатично без охолодження шару каталізатора, хоча, якщо бажано, деяке охолодження можна застосовувати, наприклад, шляхом пропускання охолодної води під тиском крізь труби, розташовані в шарі каталізатора. Вихідна температура з конвертера переважно 600 "С, більш переважно 550 С, щоб максимізувати термін служби і продуктивність каталізатора. Можливо, потік конвертованого газу з реактора високотемпературної конверсії може охолоджуватися і піддаватися одній або декільком додатковим стадіям конверсії водяного газу, вибраним зі середньотемпературної конверсії і/або низькотемпературної конверсії. Каталізатори середньотемпературної конверсії і низькотемпературної конверсії звичайно являють собою композиції міді-оксиду цинку-оксиду алюмінію. Для каталізаторів середньотемпературної конверсії вхідна температура може бути в інтервалі 190-300 "С, а для каталізаторів низькотемпературної конверсії вхідна температура може бути 185-270 "С. Швидкість потоку синтез-газу, що містить пару, може бути такою, що годинна об'ємна швидкість газу (ГОШГ) через один або декілька шарів каталізатора конверсії водяного газу в реакторах становить 26000 годин". Стадія конверсії може відбуватися при тиску в інтервалі 1-100 бар абс., більш переважно 15-50 бар абс.
У даному винаході залізовмісний каталізатор високотемпературної конверсії водяного газу в реакторі високотемпературної конверсії заміняють каталізатором високотемпературної конверсії водяного газу при низькій парі, і відношення пара/вуглець у передньому краї регулюють від першого, більш високого відношення пара/вуглець до другого, більш низького відношення пара/вуглець. Друге відношення пара/вугллець щонайменше на 0,2 менше, ніж перше відношення пара/вуглець і може бути щонайменше на 0,3 або 0,4 менше, ніж перше відношення пара/вуглець. Дане регулювання може бути зроблене шляхом зниження швидкості потоку пари в спосіб перед одним або декількома паровими конвертерами. Перше відношення пара/вуглець може бути 21,5, але більш типово 22, наприклад 2,5 або 3,5. Шляхом регулювання відношення пара/вуглець відношення пари до сухого газу на вході в реактор високотемпературної конверсії може бути зменшене до «0,45:1, переважно «50,42:1.
Зо Крім того, перепад тиску по передньому краю знижується шляхом зменшення частки пари.
Перепад тиску по передньому краю може розглядатися як перепад тиску між точкою, у якій додають пару, і точкою, у якій, нижче за ходом від конверсії водяного газу, конвертований газ охолоджують, щоб конденсувати пару, що не прореагувала, у вигляді води. Перший перепад тиску по передньому краю може бути «5 бар ман., наприклад в інтервалі від 5 до 20 бар ман., звичайно 10-20 бар ман. Другий перепад тиску менший, ніж перший перепад тиску, переважно щонайменше на 1 бар ман. менший, ніж перший перепад тиску.
Спосіб даного винаходу включає у себе, після зниження перепаду тиску по передньому краю шляхом заміни каталізатора високотемпературної конверсії і зниження відношення пара/вуглець, збільшення швидкості подачі вуглеводневої сировини в згадані один або декілька конвертерів. Збільшення швидкості подачі вуглеводневої сировини збільшує перепад тиску по передньому краю в напрямку першого перепаду тиску по передньому краю способу. Перепад тиску по передньому краю після збільшення швидкості потоку вуглеводню може бути в інтервалі 90-100 95 від першого перепаду тиску по передньому краю.
Замінений залізовмісний каталізатор конверсії водяного газу може бути звичайним магнетитним каталізатором, промотованим оксидом хрому. Такі каталізатори звичайно існують у формі циліндричних гранул.
Каталізатор конверсії водяного газу при низькій парі може бути поліпшеним залізовмісним каталізатором високотемпературної конверсії або вільним від заліза каталізатором високотемпературної конверсії.
Поліпшений залізовмісний каталізатор конверсії водяного газу має властивості, які дозволяють йому працювати при менших відношеннях пара/вуглець, ніж замінений каталізатор.
Таким чином, поліпшений залізовмісний каталізатор високотемпературної конверсії може мати високу площу геометричної поверхні (ПГП) і/або може містити один або декілька промоторів конверсії. Поліпшений залізовмісний каталізатор високотемпературної конверсії може бути виготовлений шляхом осадження сполук заліза і інших металів (які розкладаються в оксиди при нагріванні) з розчину солей заліза і металів шляхом додавання підходящого лужного реагенту, наприклад гідроксиду або карбонату натрію. Одержаний осад потім промивають, сушать і переважно прожарюють. Площа поверхні за БЕТ, що визначається шляхом фізичної адсорбції азоту, переважно знаходиться в інтервалі 20-40 ме/г, переважно 20-34 м"/г, більш переважно 20- бо 30 мг/м. Висушений або прожарений попередник каталізатора звичайно має зміст оксиду заліза
(розраховуючи на РегОз) від 60 до 95 мас.9Уо. Якщо є присутнім оксид хрому, атомне відношення заліза до хрому в попереднику може бути в інтервалі від Є до 20, переважно від 8 до 12. Висушений або прожарений матеріал може таблетуватися з утворенням гранул попередника каталізатора. Гранули можуть бути циліндричними довжиною в інтервалі 3-10 мм і діаметром в інтервалі 5-15 мм, переважно 5 мм - 10 мм.
Площа геометричної поверхні гранул каталізатора конверсії водяного газу при низькій парі переважно більша, ніж у заміненого каталізатора. Площу геометричної поверхні не слід збільшувати, використовуючи гранули меншого діаметра або довжини, ніж у заміненого каталізатора, тому що це збільшує перепад тиску по реактору конверсії водяного газу, що небажано. Площу геометричної поверхні переважно збільшують шляхом забезпечення каталізатора двома, трьома або більшим числом виступів або виїмок по окружності гранули.
Особливо переважною формою є циліндрична гранула, що має довжину С і діаметр 0, у якої поверхня циліндричної гранули має дві або більше виїмки уздовж її довжини, причому згаданий циліндр має опуклі кінці з довжинами А і В, такі, що (АВ-С)/О знаходиться в інтервалі від 0,25 до 1,25, а (АВ)/С знаходиться в інтервалі від 0,03 до 0,3. Переважно, (А-Вя-С)/О знаходиться в інтервалі від 0,50 до 1,00, більш переважно від 0,55 до 0,70, найбільш переважно від 0,55 до 0,66. Переважно, (А«В)/С знаходиться в інтервалі від 0,05 до 0,25, більш переважно від 0,1 до 0,25. Гранула може мати від З до 12, переважно від З до 7, більш переважно від З до 5 напівкруглих, еліптичних або О-подібних виїмок, які рівномірно розподілені по окружності гранули і поширюються аксіально уздовж її довжини. Виїмки можуть мати ширину а" в інтервалі від 0,10 до 0,40), переважно від 0,10 до 0,250, коли присутні 5 виїмок, переважно 0,2-0,300, коли присутні 4 виїмки, і переважно 0,25-0,40 коли присутні З виїмки, і бажано повна ширина виїмки становить «35 95 від окружності гранули. Переважною формою є циліндрична гранула довжиною від 4 до 5 мм, діаметром від 8 до 9 мм і яка має три, чотири або особливо п'ять рівномірно розподілених периферичних виїмок, що поширюються аксіально уздовж довжини гранули. Площа поверхні гранули каталізатора високотемпературної конверсії при низькій парі переважно становить 2235 мм". Площа поверхні каталізатора високотемпературної конверсії при низькій парі, виражена в м на кубічний метр гранул каталізатора, переважно становить 2520 м2/му, більш переважно 2530 мг/му, найбільш переважно 2535 м-/м3.
Зо Залізовмісні каталізатори високотемпературної конверсії до відновлення бажано містять оксид міді або оксид марганцю як промотор конверсії. Атомне відношення заліза до міді або марганцю переважно знаходиться в інтервалі від 10:11 до 1001. Переважно, поліпшений залізовмісний каталізатор високотемпературної конверсії містить один або декілька оксидів заліза, стабілізованих оксидом хрому і/або оксидом алюмінію, і може містити оксид цинку і одну або декілька сполук міді. Перед застосуванням для реакції конверсії, гранули піддають відновлювальним умовам, у яких оксид заліза відновлюється до магнетиту (БезОх), а присутній триоксид хрому відновлюється до полуторного оксиду хрому (Сг2Оз). Це відновлення часто виконують у реакторі, у якому потрібно виконувати реакцію конверсії. Активність поліпшеного залізовмісного каталізатора високотемпературної конверсії може бути значно збільшена шляхом введення в частинки попередника каталізатора характеристичного відношення щонайменше 2 і максимального розміру щонайменше 5000 А (500 нм), і переважно менше ніж 15000 А (1500 нм) у гранули попередника каталізатора. Переважно, поліпшений залізовмісний каталізатор високотемпературної конверсії містить голчасті частинки оксиду заліза. Такі композиції каталізаторів, що містять оксиди заліза і хрому, описані в И55656566.
Альтернативно, може бути бажано щонайменше частково заміняти оксид хрому в каталізаторі на основі заліза оксидом алюмінію або іншим стабілізуючим оксидом. Оксид цинку і міді також можуть бажано бути присутнім. Такі каталізатори описані, наприклад, в ЕР2237882.
Альтернативно, каталізатор високотемпературної конверсії при низькій парі може бути вільним від заліза каталізатором конверсії водяного газу. Таким чином, каталізатор конверсії водяного газу при низькій парі може містити суміш алюмоцинкової шпінелі і оксиду цинку в комбінації з лужним металом, вибраним із групи, що складається з Ма, К, МБ, С5 та їх сумішей.
Такі каталізатори описані, наприклад, в ЕР2141118 і ЕР2300359. Альтернативно, каталізатор високотемпературної конверсії при низькій парі може містити доповану металом композицію оксид цинку/оксид алюмінію. Наприклад, підходящий каталізатор, що містить оксиди цинку і алюмінію разом одним або декількома промоторами, вибраними з Ма, К, КБ, С5, Си, Ті, 2т, реідкоземельних елементів та їх сумішей. Такі каталізатори описані, наприклад, в ЕР2924002.
Беззалізні каталізатори можуть бути циліндричними гранулами або формами, описаними вище.
В одержанні аміаку конвертована газова суміш, витягнута з переднього кінця, може піддаватися стадії видалення діоксиду вуглецю, метануванню для видалення слідів оксидів бо вуглецю, можливому підстроюванню мольного відношення Не:М» і потім синтезу аміаку.
Може використовуватися будь-який підходящий пристрій для видалення діоксиду вуглецю.
Пристрої для видалення діоксиду вуглецю можуть працювати шляхом реакційного поглинання, як пристрої, відомі як амоОЕгА"М або Вепіїє|й М, які основані на застосуванні промивань аміном, що регенерується, або карбонатом калію, або шляхом фізичного поглинання, основаного на використанні метанолу, гліколю або іншої рідини при низькій температурі, як пристрої Ресіїзої! "М,
Зеїіехо!"М. Видалення діоксиду вуглецю може також виконуватися шляхом адсорбції з перемиканням тиску (АПТ) з використанням підходящих твердих адсорбентів. Пристрій для видалення діоксиду вуглецю може також працювати, одночасно видаляючи залишкову пару, головним чином шляхом конденсації внаслідок низьких робочих температур. Такий пристрій для видалення діоксиду вуглецю і розчинники є комерційно доступними.
На стадії метанування залишкові моноксид вуглецю і діоксид вуглецю в потоці газоподібного водню можуть перетворюватися в метан на каталізаторі метанування в метанаторі. Може бути використана будь-яка підходяща організація для метанатора. Таким чином, метанатор може працювати адіабатично або ізотермічно. Один або декілька метанаторів можуть бути використані. Може застосовуватися каталізатор метанування на основі нікелю. Наприклад, у єдиній стадії метанування газ зі стадії видалення діоксиду вуглецю може подаватися при вхідній температурі в інтервалі 200-400"С на нерухомий шар гранульованого нікельвмісного каталізатора метанування. Такі каталізатори звичайно являють собою гранульовані композиції, що містять 20-40 мас. 95 нікелю. Такий пристрій для метанування і каталізатори є комерційно доступними. Тиск для метанування може бути в інтервалі 10-80 бар абс.
Одержаний синтез-газ, що містить водень і азот, стискають у першій і одній або декількох додаткових стадіях компресії до тиску синтезу аміаку і пропускають у пристрій одержання аміаку. Якщо повітря або збагачене киснем повітря використовують на етапі генерації синтез- газу, достатня кількість азоту може вже бути присутньою у потоці газоподібного водню, але якщо ні, додатковий азот можна додавати в синтез-газ, наприклад, із пристрою поділу повітря або газу продувки установки для одержання азотної кислоти.
Пристрій одержання аміаку містить конвертер аміаку, що містить каталізатор синтезу аміаку.
Азот і водень у синтез-газі разом реагують на каталізаторі, утворюючи аміак. Каталізатори синтезу аміаку звичайно основуються на залізі, але можуть застосовуватися інші каталізатори
Зо синтезу аміаку. Реактор може працювати адіабатично або може працювати ізотермічно. Шари каталізатора можуть бути з аксіальним і/або радіальним плином, і один або декілька шарів можуть бути забезпечені в одному резервуарі конвертера. Конверсія на каталізаторі звичайно є неповною, і тому синтез газ звичайно проходить у петлю, що містить газову суміш, що частково прореагувала, повернену з конвертера аміаку, і одержана суміш подається на каталізатор.
Суміш синтез-газу, що подається в петлю, може мати відношення водню до азоту 2,2-3,2. У пристрої одержання аміаку суміш водень/лазот може проходити над каталізатором синтезу аміаку при високому тиску, наприклад, в інтервалі 80-350 бар абс., переважно 150-350 бар абс. для великомасштабних установок і при температурі в інтервалі 300-540 "С, переважно 350- 52076.
Аміак, одержаний у пристрої для одержання аміаку, може продаватися і/або частково перетворюватися в азотну кислоту, нітрат амонію або сечовину. Будь-який підходящий спосіб одержання азотної кислоти, нітрату амонію або сечовини може бути використаний.
Зменшений перепад тиску на передньому краї може також розгортатися в: а) зниження випускного тиску повітряного компресора, що дозволяє збільшити швидкість у вузькому місці способу - повітряному компресорі; 5) зниження необхідного тиску подачі вуглеводню, що дозволяє збільшити швидкість у вузькому місці - компресорі вуглеводню або примусовій подачі природного газу; і с) збільшення тиску всмоктування компресора синтез-газу, що дозволяє збільшити швидкість у вузькому місці способу - компресорі синтез-газу.
Тепер даний винахід буде описаний з посиланням на наступні приклади.
Приклад 1
Великомасштабний спосіб одержання аміаку моделювали, використовуючи Азреп НУЗУ5, щоб з'ясувати вплив змін на частку пари. Окремі операції способу були наступні: очищення, первинна і вторинна парова конверсія, високотемпературна і низькотемпературна конверсія, видалення СО», метанування, компресія і синтез аміаку. Спосіб, обладнаний звичайним залізовмісним каталізатором високотемпературної конверсії, працює при мольному відношенні пари до сухого газу 0,48 на вході в установку високотемпературної конверсії (ВТК). Заміна звичайного залізовмісного каталізатора високотемпературної конверсії на каталізатор конверсії водяного газу при низькій парі КАТА СОМ 71-6 дозволяла знижувати відношення пари до сухого газу до 0,40. Відповідно, відношення пара/вуглець на вході первинного конвертера 60 знижувалося від 2,9 до 2,5.
Поліпшений залізовмісний каталізатор високотемпературної конверсії КАТА! СОМ 71-6, використаний у цьому прикладі, являв собою співосаджений залізохромовий каталізатор високотемпературної конверсії із площею поверхні за БЕТ в інтервалі 20-30 м"/г. І замінений звичайний залізовмісний каталізатор, і каталізатор КАТА СОМ 71-6 являли собою циліндричні гранули довжиною в інтервалі 4,8-4,9 мм і діаметром в інтервалі від 8,3 до 8,5 мм.
Зменшення частки пари дає 6 95 збільшення продуктивності для еквівалентного перепаду тиску по передньому краю установки, де пара/вода і повітря збільшувалися на етапі з потоком робочого газу. Ця збільшена продуктивність установки відповідає 4,6 95 збільшенню мольного потоку на стискання синтез-газу і 3,4 95 збільшенню виробництва аміаку.
Коли продуктивність стримується компресором синтез-газу, зниження відношення пари до сухого газу збільшує тиск, що подається на вхід компресора, зменшуючи ступінь підвищення тиску і, таким чином, дозволяючи збільшення швидкості потоку. Для звичайного компресора, що працює близько до його оптимальної ефективності при 100 95 швидкості, градієнт кривої роботи компресора такий, що зниження ступеня підвищення тиску дає 4 95 збільшення продуктивності в цьому випадку (відповідає 195 перепаду в ступені підвищення тиску). Це збільшення продуктивності установки відповідає 2,8 956 збільшенню мольного потоку на компресію синтез- газу і 2 95 збільшенню виробництва аміаку.
Порівняльний
Порівняльний | Замінений ВТК каталізатор Замінений ВТК каталізатор
Оригінальний Немає збільшення Збільшена швидкість подачі
ВТК каталізатор швидкості подачі вуглеводню вуглеводню рення МД екв неврютя . . Збільшення продуктивності . .
Вихідний продуктивності | продуктивності
О 96 о о 4 до б 95
Тиск
Вхід 1 стадії компресії синтез- 32,00 34,20 32,81 32,46 газу (бар ман.)
Мольний потік
Вхід 1 стадії компресії синтез- 12100 11988 12436 12659 газу (кмольг"
Збільшення мольнжюттюю| 7000100000009000000060оме
Масовий потік
Вхід 1 стадії компресії синтез- 106,8 107,0 111,2 113,3 газу (тг" ші 511 610 масового потоку " " "
Перепад тиску тупінь
Доступне
Відношення 1,000 1,087 1,043 потоку компресора
11111111 | Порівняльний | | Збільшення продуктивності9 11110000 вихідний 17777771 17111711 496 711111 бо 1 бен! ее | 7001101 1вюе (тдень
Ежен НИН-С ННІ ННЯ ПОН ЗНО НО УНН виробництва
Claims (9)
1. Спосіб реконструкції та роботи установки одержання аміаку, де згадана установка одержання аміаку має передній край, що містить один або більше конверторів, що живляться вуглеводневою сировиною при деякій швидкості подачі вуглеводневої сировини, і реактор високотемпературної конверсії що живиться реформованим газом, одержаним зі згаданого одного або більше конверторів, і що містить нерухомий шар залізовмісного каталізатора конверсії водяного газу, і працює при вхідній температурі в інтервалі 280-500 "С, де згаданий передній край працює при першому відношенні пара/вуглець і першому перепаді тиску, де згаданий спосіб включає стадії, де (ї) заміняють залізовмісний каталізатор конверсії водяного газу на каталізатор конверсії водяного газу при низькій парі, що вибраний з групи, що складається з поліпшеного залізовмісного каталізатора високотемпературної конверсії та беззалізного каталізатора високотемпературної конверсії, з утворенням модифікованого переднього краю, (ії) здійснюють роботу модифікованого переднього краю при другому відношенні пара/вугллець і другому перепаді тиску, де друге відношення пара/вуглець є щонайменше на 0,2 менше, ніж перше відношення пара/вуглець, а другий перепад тиску менший, ніж перший перепад тиску, і (ії) збільшують швидкість подачі вуглеводневої сировини в згадані один або більше конверторів, де поліпшений залізовмісний каталізатор високотемпературної конверсії являє собою осаджений залізовмісний каталізатор з вмістом оксиду заліза, розраховуючи на РегОз від 60 до 95 мас. 95, що або має площу поверхні за БЕТ в інтервалі 20-40 мг/г, або у формі циліндричних гранул, що мають довжину С і діаметр 0, де поверхня циліндричної гранули має дві або більше виїмки, що поширюються уздовж її довжини, де згаданий циліндр має опуклі кінці довжиною А і В, так що (А«ВиС)/О знаходиться в інтервалі від 0,25 до 1,25, а (АнВ)/С знаходиться в інтервалі від 0,03 до 0,3, або містить один або більше оксидів заліза, стабілізованих оксидом хрому і/або алюмінію, і голчасті частинки оксиду заліза, і який може необов'язково містити оксид цинку і одну або більше сполук міді.
2. Спосіб за п. 1, де передній край установки одержання аміаку містить паровий конвертер, що Зо нагрівається полум'ям, і необов'язково вторинний конвертер.
З. Спосіб за п. 1 або 2, де друге відношення пара/вуглець становить щонайменше на 0,3, переважно щонайменше на 0,4 менше, ніж перше відношення пара/вуглець.
4. Спосіб за будь-яким із пп. 1-3, де відношення пари до сухого газу на вході в реактор високотемпературної конверсії знижують після заміни залізовмісного каталізатора конверсії водяного газу до :0,45:1, переважно «х0,42:1.
5. Спосіб за будь-яким із пп. 1-4, де другий перепад тиску по передньому краю є щонайменше на 1 бар манометричний меншим, ніж перший перепад тиску по передньому краю.
6. Спосіб за будь-яким із пп. 1-5, де каталізатор конверсії водяного газу при низькій парі містить цинк-алюмінатну шпінель.
7. Спосіб за п. 6, де каталізатор конверсії водяного газу при низькій парі містить суміш цинк- алюмінатної шпінелі і оксиду цинку в комбінації з лужним металом, вибраним із групи, що складається з Ма, К, КБ, Сз і їхніх сумішей.
8. Спосіб за будь-яким із пп. 1-5, де каталізатор конверсії водяного газу при низькій парі містить оксиди цинку і алюмінію разом з одним або більше промоторами, вибраними з Ма, К, Кб, С5, Си, Ті, 2, рідкоземельних елементів і їхніх сумішей.
9. Спосіб за будь-яким із пп. 1-8, де перепад тиску по передньому краю збільшують шляхом збільшення швидкості подачі вуглеводневої сировини на стадії (ії) до 90-100 95 від першого перепаду тиску по передньому краю.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB1603298.9A GB201603298D0 (en) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Process |
| PCT/GB2017/050288 WO2017144850A1 (en) | 2016-02-25 | 2017-02-06 | Process for revamping an ammonia plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA124533C2 true UA124533C2 (uk) | 2021-10-05 |
Family
ID=55806934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201809499A UA124533C2 (uk) | 2016-02-25 | 2017-02-06 | Спосіб реконструкції аміачного заводу |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11097944B2 (uk) |
| EP (1) | EP3419934B1 (uk) |
| CN (1) | CN108698844B (uk) |
| AU (1) | AU2017222376B2 (uk) |
| BR (1) | BR112018017348B1 (uk) |
| CA (1) | CA3013540A1 (uk) |
| EA (1) | EA039203B1 (uk) |
| ES (1) | ES2861310T3 (uk) |
| GB (2) | GB201603298D0 (uk) |
| HU (1) | HUE053783T2 (uk) |
| MX (1) | MX2018010253A (uk) |
| PL (1) | PL3419934T3 (uk) |
| UA (1) | UA124533C2 (uk) |
| WO (1) | WO2017144850A1 (uk) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108479785A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-09-04 | 深圳市国能环保科技有限公司 | 一种高温水煤气变换反应用催化剂及其制造方法 |
| US20240002223A1 (en) | 2020-11-24 | 2024-01-04 | Topsoe A/S | Method of starting-up a water gas shift reactor |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4861745A (en) * | 1988-08-03 | 1989-08-29 | United Catalyst Inc. | High temperature shift catalyst and process for its manufacture |
| GB9407512D0 (en) | 1994-04-15 | 1994-06-08 | Ici Plc | Catalysts |
| US7037876B2 (en) * | 2002-05-15 | 2006-05-02 | Sud-Chemie Inc. | High temperature shift catalyst prepared with a purity iron precursor |
| US7964114B2 (en) | 2007-12-17 | 2011-06-21 | Sud-Chemie Inc. | Iron-based water gas shift catalyst |
| PL2141118T3 (pl) * | 2008-07-03 | 2014-01-31 | Haldor Topsoe As | Bezchromowy katalizator do konwersji gazu wodnego |
| EP2300359B1 (en) | 2008-07-03 | 2015-08-26 | Haldor Topsoe A/S | Process for operating hts reactor |
| GB0816705D0 (en) * | 2008-09-12 | 2008-10-22 | Johnson Matthey Plc | Shaped heterogeneous catalysts |
| EP2404869A1 (en) * | 2010-07-06 | 2012-01-11 | Ammonia Casale S.A. | Process for producing ammonia synthesis gas |
| RU2608766C2 (ru) * | 2012-07-31 | 2017-01-24 | Касале Са | Способ повышения производительности установки для получения аммиака |
| EP2801550A1 (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-12 | Ammonia Casale S.A. | A process for producing ammonia synthesis gas with high temperature shift and low steam-to-carbon ratio |
| KR102438434B1 (ko) | 2016-02-02 | 2022-09-01 | 토프쉐 에이/에스 | Atr 기반 암모니아 공정 및 플랜트 |
| AR107702A1 (es) | 2016-02-29 | 2018-05-23 | Haldor Topsoe As | Renovación con baja cantidad de vapor / carbono |
-
2016
- 2016-02-25 GB GBGB1603298.9A patent/GB201603298D0/en not_active Ceased
-
2017
- 2017-02-06 CA CA3013540A patent/CA3013540A1/en active Pending
- 2017-02-06 US US16/078,846 patent/US11097944B2/en active Active
- 2017-02-06 MX MX2018010253A patent/MX2018010253A/es unknown
- 2017-02-06 ES ES17704068T patent/ES2861310T3/es active Active
- 2017-02-06 AU AU2017222376A patent/AU2017222376B2/en active Active
- 2017-02-06 GB GB1701903.5A patent/GB2548696B/en active Active
- 2017-02-06 EA EA201891907A patent/EA039203B1/ru unknown
- 2017-02-06 HU HUE17704068A patent/HUE053783T2/hu unknown
- 2017-02-06 PL PL17704068T patent/PL3419934T3/pl unknown
- 2017-02-06 UA UAA201809499A patent/UA124533C2/uk unknown
- 2017-02-06 WO PCT/GB2017/050288 patent/WO2017144850A1/en active Application Filing
- 2017-02-06 CN CN201780013118.XA patent/CN108698844B/zh active Active
- 2017-02-06 BR BR112018017348-7A patent/BR112018017348B1/pt active IP Right Grant
- 2017-02-06 EP EP17704068.0A patent/EP3419934B1/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUE053783T2 (hu) | 2021-07-28 |
| PL3419934T3 (pl) | 2021-08-02 |
| US11097944B2 (en) | 2021-08-24 |
| BR112018017348A2 (pt) | 2018-12-26 |
| EP3419934B1 (en) | 2021-01-13 |
| CN108698844B (zh) | 2022-04-05 |
| CN108698844A (zh) | 2018-10-23 |
| MX2018010253A (es) | 2019-01-10 |
| ES2861310T3 (es) | 2021-10-06 |
| GB2548696B (en) | 2020-04-08 |
| CA3013540A1 (en) | 2017-08-31 |
| AU2017222376B2 (en) | 2020-10-29 |
| EA201891907A1 (ru) | 2019-02-28 |
| BR112018017348B1 (pt) | 2023-03-21 |
| US20190047852A1 (en) | 2019-02-14 |
| AU2017222376A1 (en) | 2018-08-23 |
| GB201701903D0 (en) | 2017-03-22 |
| GB2548696A (en) | 2017-09-27 |
| WO2017144850A1 (en) | 2017-08-31 |
| GB201603298D0 (en) | 2016-04-13 |
| EA039203B1 (ru) | 2021-12-16 |
| EP3419934A1 (en) | 2019-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2003276396B2 (en) | Production of hydrocarbons | |
| AU2016214157B2 (en) | Process for making ammonia | |
| EP3132009B1 (en) | Process | |
| WO2013072660A1 (en) | Process for increasing hydrogen content of synthesis gas | |
| WO2019220074A1 (en) | Process | |
| EA036440B1 (ru) | Способ получения стабилизированной формальдегидом мочевины | |
| GB2536996A (en) | Process | |
| US3387942A (en) | Production of hydrogen | |
| UA124533C2 (uk) | Спосіб реконструкції аміачного заводу | |
| WO2013072659A1 (en) | Process for increasing hydrogen content of synthesis gas | |
| WO2013072661A1 (en) | Process for increasing hydrogen content of synthesis gas | |
| JP2023544675A (ja) | 水素化方法 | |
| AU2018390366B2 (en) | Process for producing methanol and ammonia | |
| RU2782258C2 (ru) | Способ получения метанола и аммиака | |
| EP3606871B1 (en) | Process for the production of formaldehyde-stabilized urea |