UA127081C2 - Спосіб отримання газу для синтезу аміаку - Google Patents
Спосіб отримання газу для синтезу аміаку Download PDFInfo
- Publication number
- UA127081C2 UA127081C2 UAA202000860A UAA202000860A UA127081C2 UA 127081 C2 UA127081 C2 UA 127081C2 UA A202000860 A UAA202000860 A UA A202000860A UA A202000860 A UAA202000860 A UA A202000860A UA 127081 C2 UA127081 C2 UA 127081C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- shift
- stages
- fact
- temperature
- synthesis gas
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 42
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims abstract description 15
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910000611 Zinc aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N alumane;zinc Chemical compound [AlH3].[Zn] HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims abstract description 4
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 claims abstract description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 34
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims 2
- 238000002453 autothermal reforming Methods 0.000 claims 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 2
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 6
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Natural products CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 respectively Substances 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009620 Haber process Methods 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- IYRDVAUFQZOLSB-UHFFFAOYSA-N copper iron Chemical compound [Fe].[Cu] IYRDVAUFQZOLSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000001991 steam methane reforming Methods 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
-
- 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
- B01J23/72—Copper
-
- 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
- B01J23/005—Spinels
-
- 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
- B01J23/80—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 zinc, cadmium or mercury
-
- 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
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/40—Carbon monoxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/50—Carbon dioxide
-
- 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
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
-
- 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
- C01B2203/0288—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step containing two CO-shift steps
-
- 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
- C01B2203/0294—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step containing three or more CO-shift steps
-
- 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
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Спосіб отримання газу для синтезу аміаку з сировини, яка містить вуглеводні, включає паровий риформінг сировини та обробку отриманого синтез-газу, при цьому зсув синтез-газу включає дві стадії зсуву, де обидві включають стабільні каталізатори, внаслідок чого уникається утворення небезпечних побічних продуктів або принаймні зменшується їх кількість до прийнятного низького рівня. Обидві стадії зсуву можуть бути HTS або вони можуть бути одна HTS і одна LTS, або одна HTS і одна MTS. Каталізатор, який використовують на стадіях HTS і LTS, є на основі оксиду цинку та цинк-алюмінієвої шпінелі, та каталізатор, який використовують на стадіях MTS і LTS, може бути на основі міді.
Description
Представлений винахід стосується способу отримання газу для синтезу аміаку та каталізаторів для використання в даному способі.
Типова установка для виробництва аміаку спочатку перетворює десульфований вуглеводневий газ, такий як природний газ (тобто метан), або скраплений газ (скраплені нафтові гази, такі як пропан і бутан), або бензино-лігроїнова фракція, у газоподібний водень шляхом парового риформінгу. Потім водень об'єднують з азотом для отримання аміаку з використанням процесу Хабер-Боша
З На--М2 -о 2 МН.
Таким чином, для синтезу аміаку (МНз) потрібен синтез-газ (син-газ), який містить водень (Не) та азот (М2) у відповідному молярному співвідношенні приблизно 3:1.
Загальноприйнятий риформінг, такий як паровий метановий риформінг (5МА), передбачає первинний риформінг і вторинний риформінг. Розкритими є способи отримання газу для синтезу аміаку з використанням 5МВ, наприклад, в документах ЕР 2 065 337 А1 та ЕР 2 886 513 А2.
У даній галузі техніки добре відомо, що виробництво газу для синтезу аміаку, в основному, здійснюється з використанням комбінованого процесу риформінгу, в якому десульфовані вуглеводні змішуються з парою у відповідному співвідношенні, та отримана суміш подається у первинний риформер, в якому більшість вуглеводнів в сировині піддаються паровому риформінгу (конвертуються) в суміш СО, СО?» і Нео в присутності відповідного каталізатора при помірному тиску, як правило, в діапазоні від 15 до 40 бар і високих температурах в діапазоні від 780 до 820 С.
Газоподібний продукт, який виходить з первинного риформера, подають у вторинний риформер, який, зазвичай, містить відповідний каталізатор у каталітичному шарі та реакційний простір над шаром, в якому газоподібний продукт з первинного риформера обробляється таким чином, щоб забезпечити газову композицію, прийнятну для синтезу аміаку, тобто має співвідношення водень/азот, приблизно, 3:1.
Газ, що виходить з вторинного риформера, потребує очищення для видалення оксидів вуглецю та залишків метану. Відповідно до попереднього рівня техніки, зазначене очищення включає перетворення оксиду вуглецю (перетворення СО у СО»), яке зазвичай проводять у конвертері з високою температурою (НТ) над каталізатором на основі заліза, а потім у
Зо конвертері з низькою температурою перетворення (ІТ5) над каталізатором на основі міді.
Конвертер НТ5 працює при температурі, приблизно, 320-500 "С, а конвертер ЇТ5 працює при температурі, приблизно, 190-250 "С. Після перетворення синтез-гази обробляють шляхом видалення вуглекислого газу та, необов'язково, шляхом метанування.
Типові каталізатори для використання в даних конвертерах перетворювання базуються на залізі та міді, відповідно, і побічні продукти виробляються в слідових кількостях, які, однак, є досить високими, щоб створювати потенційні екологічні проблеми та викликати погіршення якості розчину в наступній установці для видалення СОг. Проблема зростає зі зменшенням співвідношення пара / вуглець. При дуже низькому співвідношенні пара / вуглець деякі каталізатори, наприклад, каталізатори на основі заліза, як правило, мають тенденцію до погіршення властивостей. Інші, такі як каталізатори на основі міді, як правило, мають тенденцію до посилення властивостей при більш низьких співвідношеннях пара / вуглець.
У способі відповідно до представленого винаходу співвідношення пара/вуглець менше ніж 2,6 надає низку переваг. Наприклад, зменшення загального співвідношення пара/вуглець призводить до зменшення масового потоку (подача -- пара) через секцію риформінгу та наступні секції охолодження та отримання синтез-газу.
Однак співвідношення пара/вуглець нижче ніж 2,6 також може мати відмінності. Таким чином, добре відомо, що реакцію перетворення неможливо здійснити без утворення побічних продуктів, серед яких основними є метанол, певною мірою, метилформіат та вищі спирти. В аміачному способі з відомого рівня техніки дані побічні продукти будуть частково конденсуватися, коли вода конденсується з синтез-газу перед стадією видалення СО». Частина метанолу, яка не конденсується, буде поглинатися разом із СО» в абсорбенті СО»: і, в кінці кінців, потрапляти в продукт СО». Типовий вміст метанолу в продукті СО» становить 500-1000 м.ч. Таким чином, побічні продукти, включаючи метанол, які потрапляють на стадію видалення
Со» у відомих процесах, забруднюють продукт СО», що створює проблеми при використанні
Со» в наступному технологічному блоці або при викиді СО» в атмосферу, оскільки дані побічні продукти вважаються МОСС. Наступна проблема відомих способів полягає в тому, що метилформіат згубно впливає на важливі компоненти абсорбуючих СО»: рідин, які використовуються на різних стадіях видалення СО», що в результаті призводить до зниження продуктивності та великих витрат на відновлення.
В патенті США 5 8,404,156 В2 розкрито спосіб збагачення синтез-газу воднем шляхом перетворення СО і водяної пари з використанням каталізатора, який містить оксиди 7п і АЇ, разом з одним або декількома промоторами в реакторі з високою температурою перетворення.
У цьому процесі синтез-газ перетворюється далі за реакцією СО ж Н2О -» СО» « Н» (реакція перетворення водяного газу), яка проводиться в першому (НТ) конвертері, з наступним проведенням у другому (І Т5) конвертері, обидва з яких містять відповідний каталізатор.
Документ УМО 2010/037598 А1 стосується способу отримання газу для синтезу аміаку, в якому використовується лише один (з середньою температурою перетворення (МТ5)) конвертер, який містить каталізатор на основі міді, і, в якому СО», згодом, видаляється з синтез- газу шляхом фізичної абсорбції.
У документі УУО 2012/004032 А1 описується аналогічний процес отримання газу для синтезу аміаку, в якому синтез-газ, який утворюється у вторинному риформері, піддається МТ5 при температурі 200-350 "С у присутності каталізатора Си-7п, та первинний риформінг проводиться зі співвідношенням пара/вуглець нижче 2.
У документах МО 2016/124886 А1Т, СВ 2536996 А і М/О 20167132092 А1 описуються процеси отримання газу для синтезу аміаку з сировини, яка містить вуглеводні, які включають паровий риформінг сировини з подальшою обробкою отриманого синтез-газу. Каталізатори, які використовуються для процесу, можуть, наприклад, бути каталізатором на основі оксиду цинку/оксиду алюмінію для НТ, та каталізатором, який містить мідь, оксид цинку та оксид алюмінію для І Т5 та МТ5.
Ще один спосіб отримання газу для синтезу аміаку є описаним у документі УУО 2014/180763
А1. Спосіб включає стадії парового риформінга сировини з отриманням синтез-газу, який містить Но, СО і СО», та обробку синтез-газу шляхом перетворення СО та подальшого видалення СО», де перетворення синтез-газу включає НТ5 з каталізатором на основі заліза і температурою вище 300 "С, та загальне співвідношення пара/вуглець з початкового знижується до 2,6.
На даний момент з'ясувалося, що зазначені вище екологічні проблеми навколишнього середовища та погіршення якості розчину, згадані раніше, можуть бути подолані, шляхом заміни каталізаторів НТО- та І Т5- конвертера на каталізатори на основі цинку та алюмінію.
Зо При використанні таких каталізаторів утворення побічних продуктів буде фактично усунене, хоча слідові кількості метанолу все ще можуть бути присутніми. Однак, такі слідові кількості легко видаляються.
Зважаючи на те, що каталізатори також є стабільними, вибір співвідношень пара/вуглець з використанням таких каталізаторів на практиці не обмежується нічим, крім технологічних вимог процесу.
У способі за представленим винаходом, як первинний риформер, так і вторинний риформер, в установці синтезу аміаку може використовуватися автотермічний риформер (АТР), який являє собою резервуар високого тиску з вогнетривкою обшивкою. Якщо процес синтезу аміаку грунтується на АТА, може використовуватись низьке або дуже низьке співвідношення пара/вуглець. Відповідно, утворення побічних продуктів, а також стабільність каталізатора є проблемами при використанні типових НТО- та І Т5-каталізаторів на основі заліза та міді.
Навіть використання каталізатора на основі цинку та алюмінію як НТо-каталізатора разом із каталізатором на основі міді як І Т5-каталізатора є недостатнім для вирішення даної проблеми, оскільки побічні продукти утворюються під час перетворення при низькій температурі. Усунення перетворення при низькій температурі може бути варіантом, але це, зазвичай, не викликає зацікавленості, наприклад, через погану конверсію СО.
Таким чином, рішення полягає у використанні каталізаторів, які: - є стабільними, та - не каталізують утворення шкідливих побічних продуктів, або принаймні - зменшують кількість вироблених побічних продуктів до низького рівня.
Найбільш критичними побічними продуктами є: - метанол, вміст якого необхідно зменшити, принаймні, до рівня нижче 2000 м.ч., - оцтова кислота, вміст якої необхідно зменшити, принаймні, до рівня нижче 1000 м.ч., та - метилформіат, вміст якого необхідно зменшити, принаймні, до рівня нижче 50 м.ч.
Більш конкретно, винахід стосується способу отримання газу для синтезу аміаку з сировини, яка містить вуглеводні, який включає стадії: - парового риформінгу сировини, в результаті якого отримують синтез-газ, який містить водень (Нг), монооксид вуглецю (СО) та діоксид вуглецю (СО»), та - обробки отриманого синтез-газу, включаючи перетворення СО та подальше видалення бо Со»,
де, - перетворення синтез-газу включає дві стадії перетворення, та - на обох стадіях перетворення застосовують стабільні каталізатори на основі оксиду цинку та цинк-алюмінієвої шпінелі, - внаслідок чого утворення небезпечних побічних продуктів уникається або, принаймні, зменшується до прийнятного низького рівня.
У способі, відповідно до даного винаходу, будь-які небезпечні побічні продукти можуть бути видалені в наступному процесі, переважно, з використанням промивання водою, при цьому вода має температуру навколишнього середовища або є охолодженою, у разі необхідності.
Дві стадії перетворення можуть являти собою обидві стадії високотемпературного перетворення (НТ5Б). Іншою можливістю є стадія високотемпературного перетворення (НТ5) та стадія низькотемпературного перетворення (ІТ5). Крім того, можливим є проведення стадії високотемпературного перетворення (НТ) та стадії середньотемпературного перетворення (МТ5).
Один варіант здійснення способу відповідно до представленого винаходу полягає у використанні нового НТо-каталізатора, розробленого заявником, в обох реакторах перетворення, при цьому вторинний реактор часто, але не завжди, працює при більш низькій температурі, ніж первинний. Фактично, новий НТ5-каталізатор може використовуватися як на стадії НТ, так і на стадії ЇТ5. Кожен реактор може містити один або декілька шарів каталізатора з теплообміном між шарами або без нього. Два реактори можуть навіть бути об'єднані в один реактор, оснащений відповідним охолодженням між шарами. Для середньотемпературного перетворення (МТ5), каталізатор, який використовується, переважно являє собою каталізатор на основі міді, в якому носієм є оксид цинку. Цей каталізатор характеризується низьким перепадом тиску.
В іншому варіанті здійснення використовують реактори з ізотермічно працюючими шарами каталізатора. Можливо, в цьому варіанті здійснення потрібним є лише один шар.
Зазначений вище новий НТ5-каталізатор, розроблений заявником, має унікальну здатність працювати при будь-якому співвідношенні пара/вуглець, завдяки чому можна отримати оптимальну ефективність установки для виробництва аміаку. Склад каталізатора грунтується
Зо на цинку та оксиді алюмінію, більш конкретно, на оксиді цинку та цинк-алюмінієвій шпінелі, які стали відомими для каталізування реакції перетворення водяного газу (ММ). На даний момент, неочікувано виявилося, що даний НТо-каталізатор також є корисний у реакторах МТ5 та І Т5. Оскільки, до складу каталізатора не входить залізо, запобігається утворення небажаних карбідів заліза, які знижують міцність каталізатора загальноприйнятих НТо-каталізаторів на основі заліза.
Інша основна перевага даного складу НТ5-каталізатора являє собою повну відсутність хрому, перш за все небезпечного шестивалентного хрому, який утворюється у всіх НТ5- каталізаторах на основі заліза. Це виключає серйозний ризик щодо безпеки персоналу підприємства, а також для навколишнього середовища.
Claims (10)
1. Спосіб отримання газу для синтезу аміаку з сировини, яка містить вуглеводні, який включає стадії: парового риформінгу сировини, з отриманням таким чином синтез-газу, який включає водень (Не), монооксид вуглецю (СО) та діоксид вуглецю (СОг), та обробки отриманого синтез-газу, включаючи перетворення СО та подальше видалення Со», де використовують первинний реактор і вторинний реактор, причому щонайменше один із зазначених реакторів є реактором автотермічного риформінгу і співвідношення пара:вуглець становить менше 2,6, - зсув синтез-газу включає дві стадії зсуву, причому щонайменше одна із зазначених стадій зсуву являє собою стадію високотемпературного зсуву (НТ), та - на обох стадіях зсуву застосовують стабільні каталізатори на основі оксиду цинку та цинк- алюмінієвої шпінелі.
2. Спосіб за пунктом 1, який відрізняється тим, що обидві стадії зсуву являють собою стадії високотемпературного зсуву (НТ5Б).
3. Спосіб за пунктом 1, який відрізняється тим, що дві стадії зсуву являють собою стадію високотемпературного зсуву (НТ5) та стадію низькотемпературного зсуву (І. Т5).
4. Спосіб за пунктом 3, який відрізняється тим, що каталізатор, який використовують на стадії низькотемпературного зсуву (І Т5), додатково є на основі міді.
5. Спосіб за пунктом 1, який відрізняється тим, що дві стадії зсуву являють собою стадію високотемпературного зсуву (НТ5) та стадію середньотемпературного зсуву (МТ5).
6. Спосіб за пунктом 5, який відрізняється тим, що каталізатор, який використовують на стадії середньотемпературного зсуву (МТ5), додатково є на основі міді.
7. Спосіб за пунктом б, який відрізняється тим, що кожен реактор зсуву містить один або більше шарів каталізатора з теплообміном між шарами або без нього.
8. Спосіб за пунктом 1 або 2, який відрізняється тим, що два реактори зсуву об'єднують в один реактор, оснащений відповідним охолодженням між шарами.
9. Спосіб за пунктом 1 або 2, який відрізняється тим, що два реактори зсуву об'єднують в один ізотермічний реактор.
10. Спосіб за будь-яким одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що будь-які небезпечні побічні продукти додатково видаляють на стадії, що знаходиться нижче за течією, шляхом промивання водою, де вода має температуру навколишнього середовища або є охолодженою, за необхідності. ДО "Український національний офіс інтелектуальної власності та інновацій", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DKPA201700412 | 2017-07-13 | ||
PCT/EP2018/067389 WO2019011659A1 (en) | 2017-07-13 | 2018-06-28 | PROCESS AND CATALYSTS FOR THE PRODUCTION OF SYNTHETIC AMMONIA GAS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA127081C2 true UA127081C2 (uk) | 2023-04-05 |
Family
ID=62751009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA202000860A UA127081C2 (uk) | 2017-07-13 | 2018-06-28 | Спосіб отримання газу для синтезу аміаку |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11286159B2 (uk) |
EP (1) | EP3652107A1 (uk) |
KR (2) | KR20200028905A (uk) |
CN (1) | CN110831892A (uk) |
AU (1) | AU2018299756B2 (uk) |
BR (1) | BR112020000497A2 (uk) |
CA (1) | CA3069493A1 (uk) |
CL (1) | CL2020000018A1 (uk) |
EA (1) | EA202090244A1 (uk) |
NZ (1) | NZ760483A (uk) |
PE (1) | PE20200659A1 (uk) |
SA (1) | SA520410994B1 (uk) |
UA (1) | UA127081C2 (uk) |
WO (1) | WO2019011659A1 (uk) |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE68905891T2 (de) * | 1988-07-22 | 1993-10-14 | Ici Plc | Erzeugung von Wasserstoff welche Kohlenmonoxidkonvertierung mittels Wasserdampf umfasst. |
CA2004216A1 (en) * | 1988-11-30 | 1990-05-31 | Joseph D. Korchnak | Production of ammonia from hydrocarbonaceous feedstock |
NO319681B1 (no) * | 1998-09-16 | 2005-09-05 | Statoil Asa | Fremgangsmate for fremstilling av en H2-rik gass og en CO2-rik gass ved hoyt trykk |
MXPA01007837A (es) | 1999-02-03 | 2004-08-19 | Texaco Development Corp | Utilizacion del gas para purga de la sintesis de amoniaco. |
US7097786B2 (en) * | 2001-02-16 | 2006-08-29 | Conocophillips Company | Supported rhodium-spinel catalysts and process for producing synthesis gas |
EP2065337A1 (en) | 2007-11-27 | 2009-06-03 | Ammonia Casale S.A. | Process for producing ammonia synthesis gas |
PL2924002T3 (pl) | 2008-07-03 | 2019-09-30 | Haldor Topsøe A/S | Sposób eksploatacji reaktora hts przy niskim stosunku molowym o/c |
EP2141118B1 (en) * | 2008-07-03 | 2013-08-07 | Haldor Topsoe A/S | Chromium-free water gas shift catalyst |
EP2172417A1 (en) | 2008-10-02 | 2010-04-07 | Ammonia Casale S.A. | Process for the production of ammonia synthesis gas |
EP2404869A1 (en) * | 2010-07-06 | 2012-01-11 | Ammonia Casale S.A. | Process for producing ammonia synthesis gas |
JP5619598B2 (ja) | 2010-12-28 | 2014-11-05 | 出光興産株式会社 | 銅−亜鉛−アルミニウム触媒、その製造方法、一酸化炭素変成方法、及び水素製造方法 |
GB201119957D0 (en) * | 2011-11-18 | 2012-01-04 | Johnson Matthey Plc | Process |
EP3378832B1 (en) | 2011-12-19 | 2024-05-08 | Stamicarbon B.V. acting under the name of MT Innovation Center | Methof for enhancing the production of urea |
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 |
US20150129806A1 (en) | 2013-11-08 | 2015-05-14 | Ammonia Casale Sa | Process for Producing Ammonia Synthesis Gas and a Method for Revamping a Front-End of an Ammonia Plant |
EP2886513A1 (en) | 2013-12-20 | 2015-06-24 | Casale Sa | Process for producing ammonia synthesis gas |
GB201501952D0 (en) * | 2015-02-05 | 2015-03-25 | Johnson Matthey Plc | Process |
GB201501953D0 (en) | 2015-02-05 | 2015-03-25 | Johnson Matthey Plc | Process |
GB201502893D0 (en) | 2015-02-20 | 2015-04-08 | Johnson Matthey Plc | Process |
GB201519133D0 (en) * | 2015-10-29 | 2015-12-16 | Johnson Matthey Plc | Process |
GB201522396D0 (en) | 2015-12-18 | 2016-02-03 | Johnson Matthey Plc | Process |
MX2018008598A (es) | 2016-02-02 | 2018-12-10 | Topsoe Haldor As | Proceso y planta de amoniaco basados en atr. |
-
2018
- 2018-06-28 US US16/620,150 patent/US11286159B2/en active Active
- 2018-06-28 WO PCT/EP2018/067389 patent/WO2019011659A1/en unknown
- 2018-06-28 KR KR1020197038871A patent/KR20200028905A/ko not_active Application Discontinuation
- 2018-06-28 KR KR1020237044773A patent/KR20240005207A/ko not_active Application Discontinuation
- 2018-06-28 AU AU2018299756A patent/AU2018299756B2/en active Active
- 2018-06-28 CA CA3069493A patent/CA3069493A1/en active Pending
- 2018-06-28 UA UAA202000860A patent/UA127081C2/uk unknown
- 2018-06-28 EA EA202090244A patent/EA202090244A1/ru unknown
- 2018-06-28 CN CN201880044574.5A patent/CN110831892A/zh active Pending
- 2018-06-28 BR BR112020000497-9A patent/BR112020000497A2/pt active Search and Examination
- 2018-06-28 NZ NZ760483A patent/NZ760483A/en unknown
- 2018-06-28 PE PE2020000047A patent/PE20200659A1/es unknown
- 2018-06-28 EP EP18734559.0A patent/EP3652107A1/en active Pending
-
2020
- 2020-01-03 CL CL2020000018A patent/CL2020000018A1/es unknown
- 2020-01-08 SA SA520410994A patent/SA520410994B1/ar unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PE20200659A1 (es) | 2020-06-11 |
US20200180952A1 (en) | 2020-06-11 |
KR20240005207A (ko) | 2024-01-11 |
SA520410994B1 (ar) | 2023-02-20 |
US11286159B2 (en) | 2022-03-29 |
AU2018299756A1 (en) | 2020-01-23 |
KR20200028905A (ko) | 2020-03-17 |
AU2018299756B2 (en) | 2024-04-18 |
BR112020000497A2 (pt) | 2020-07-14 |
WO2019011659A1 (en) | 2019-01-17 |
EP3652107A1 (en) | 2020-05-20 |
CN110831892A (zh) | 2020-02-21 |
CA3069493A1 (en) | 2019-01-17 |
CL2020000018A1 (es) | 2020-07-17 |
NZ760483A (en) | 2024-05-31 |
EA202090244A1 (ru) | 2020-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107250106B (zh) | 用于生产甲醛稳定化的尿素的整合方法 | |
RU2524720C2 (ru) | Комплексная установка для переработки газа | |
CN107428650B (zh) | 用于生产甲醛的方法 | |
KR102027913B1 (ko) | 메탄올 및 요소의 공동생산 | |
CN105820036B (zh) | 使用部分氧化生产甲醇的方法和系统 | |
CA2859678C (en) | Process for producing ammonia and urea | |
EP3532456B1 (en) | Process for the production of formaldehyde-stabilised urea. | |
DK2723676T3 (en) | PROCEDURE FOR MANUFACTURING AMMONIAK AND UREA | |
AU2018231412A1 (en) | Ammonia process using advanced shift process | |
KR20160097266A (ko) | 합성가스의 제조방법 | |
WO2015173290A1 (en) | Process for generating hydrogen from a fischer-tropsch off-gas | |
GB2570043A (en) | Process for producing methanol and ammonia | |
US9254469B2 (en) | Treatment of synthesis gases from a gasification facility | |
UA127081C2 (uk) | Спосіб отримання газу для синтезу аміаку | |
CN111117710B (zh) | 用于生产纯化并转化的合成气的方法和设备 | |
US9139492B2 (en) | Method for processing coke oven gas | |
CA1223736A (en) | Single-stage reforming of high hydrogen content feeds for production of ammonia syn gas | |
GB2618890A (en) | Method of producing liquid hydrocarbons from a syngas | |
WO2023187316A1 (en) | Method of producing liquid hydrocarbons from a syngas | |
JP2022133257A (ja) | 燃料ガスの製造方法およびアルコールの脱水水素化触媒 |