UA45422C2 - Спосіб та пристрій для каталітичного одержання аміаку - Google Patents

Abstract

Даний винахід стосується способу та пристрою для каталітичного одержання аміаку із синтез-газу, що містить водень та азот. Вихідний потік синтез-газу подають у вигляді трьох потоків, перший потік попередньо підігрівають непрямим теплообміном з потоком продукту, який виходить з останнього шару каталізатора, з наступним введенням у другий потік, одержаний таким чином об'єднаний потік подають в перший шар каталізатора, при цьому третій потік підігрівають непрямим теплообміном з потоком продукту, який виходить з першого і другого шарів каталізатора, з наступним додаванням в об'єднаний потік, який вводиться в перший шар каталізатора.

Description

Опис винаходу

Даний винахід стосується способу одержання аміаку, зокрема способу та пристрою для каталітичного 2 одержання аміаку із водню та азоту, присутніх в синтез-газі.

Відомим є спосіб каталітичного одержання аміаку шляхом проходження синтез-газу, що містить азот та водень, Через перший та другий шар каталізатора, непрямого охолодження першого шару каталізатора, охолодження продуктів газового потоку, які залишають другий каталітичний шар, та відокремлення кінцевого продукту відомими методами, причому непряме охолодження здійснюється потоком початкового водню та азоту, 70 що міститься в синтез-газі який подається до першого шару каталізатора, а газовий потік після стадії непрямого охолодження змішується щонайменше з одним додатковим потоком початкового водню та азоту, які містяться в синтез-газі, перед поданням до першого шару каталізатора Непроконвертований початковий синтез-газ може бути повернутий у процес (дивись, наприклад, ОЕ2710247С3, Фіг 2, С 01/04, 1991).

Метою винаходу є підвищення економічності при виробництві аміаку шляхом спрощення технології. 19 Мета досягається за допомогою способу та пристрою згідно з винаходом, що детально описується нижче.

Згідно з винаходом спосіб включає стадії проходження потоку синтез-газу, що містить азот та водень, через шари каталізатора розташовані один над одним, причому потік одержують об'єднанням допоміжних потоків з використанням непрямого теплообміну, вводячи потік синтез-газу в потік, який подають на перший шар каталізатора, з метою регулювання температури потоку живлення та відокремлення кінцевого продукту який відрізняється тим що початковий потік синтез-газу, який містить водень та азот подається у вигляді трьох струменів з яких перший попередньо нагрівається непрямим теплообміном з кінцевим потоком, що залишає останній шар каталізатора, після чого приєднується до другого струменя, і одержана таким чином суміш подається до першого шару каталізатора, а третій струмінь, що попередньо нагрівається непрямим теплообміном з кінцевим потоком, який залишає перший та другий шар каталізатора після чого направляється с 29 додатково до об'єднаного потоку, що поступає на перший шар каталізатора. Го)

Пристрій згідно з даним винаходом включає лінії подавання вихідного синтез-газу, що містить водень та азот реактори з шаром каталізатора у них, розташованими один над другим, причому перший реактор має впускний отвір, з'єднаний з лініями подавання вихідного синтез-газу а останній реактор має вихідний отвір для відведення кінцевого потоку, який оснащений теплообмінником, а також додаткові теплообмінники. Причому с даний пристрій який відрізняється тим, що дві лінії подавання вихідного синтез-газу, одна з яких проходить с через теплообмінник, встановлений на вихідному отворі останнього реактора об'єднуються в одну лінію що направляється до впускного отвору першого реактора, що між кожною парою реакторів встановлено по одному М додатковому теплообміннику і тим, що третя лінія подавання вихідного синтез-газу проходить через кожний ю додатковий теплообмінник і підключається до впускного отвору першого реактора.

Зо Винахід ілюструється супровідним кресленням на якому представлена спрощена схема потоку відповідно до М способу згідно з винаходом, який здійснюється в пристрої згідно з одним із прикладів здійснення винаходу.

Пристрій 1 (Фіг.) включає три реактори 2, З та 4, розташовані один над одним. Кожен із реакторів 2 - 4 оснащений шаром каталізатора 5, розміщеним у ньому. Перший реактор 2 оснащений впускним отвором 6, « останній реактор 4 оснащений випускним отвором 7, який має теплообмінник 8. Реактори 2 - 4 зв'язуються між З собою лініями 9. 10, на кожній із яких установлюється додатковий теплообмінник 11. Пристрій 1 передбачає с також лінії 12 - 14 для подавання вихідного синтез-газу, що містить водень та азот. Лінія 12 направляється

Із» через теплообмінник 8 в лінію 15 яка веде до впускного отвору 6. Лінія 14 також веде до лінії 15 Лінія 13 проходить через кожний додатковий теплообмінник 11 розташований між реакторами 4 та З і 3 та 2 і направляється до впускного отвору 6.

У процесі реалізації винаходу свіжий газ для синтезу аміаку вводять у пристрій 1 по лініях 12 - 14. шк Синтез-газ практично вводиться трьома окремими ввідними потоками. Свіжий синтез-газ направляється по лінії 4! 6 в реактор 2 і частково конвертується в своєму шарі каталізатора 5. Частково конвертований синтез-газ далі проходить послідовно через реактори З та 4. При проходженні через шари каталізатора шари 5 в реакторах З та т- 4 азот та водень в потоці синтезуються екзотермічне в аміак, і кінцевий потік, збагачений аміаком, ка 20 відводиться в лінію 7 після його непрямого охолодження в теплообміннику 8 сировинним струменем в лінії 12.

Додатковий теплообмінник 11, розташований між реакторами 2 та З і З та 4 служить для охолодження частково о конвертованого технологічного потоку після проходження його через реактори 2 та 3.

Як відомо спеціалістам реакція між воднем та азотом протікає в шарах каталізатора екзотермічне, і температура технологічного потоку підвищується. З термодинамічних причин температуру технологічного потоку 29 після реактора 2 необхідно знизити перед тим, як направляти його в реактори З та 4. Тому потік охолоджують

ГФ) шляхом непрямого теплообміну сировинним потоком в лінії 13.

Сировинні потоки в лініях 12 та 13 попередньо нагріваються шляхом непрямого теплообміну як це описано о вище, і направляються в реактор 2 разом з холодним сировинним потоком в лінії 14 який служить для регулювання температури потоку в лінії 6.

Claims (2)

Формула винаходу

1. Спосіб каталітичного одержання аміаку, який передбачає стадії проходження потоку синтез-газу, що бо містить азот та водень, крізь шари каталізатора, розташовані один над одним, причому цей потік одержують шляхом об'єднання підпотоків, здійснення непрямого теплообміну, введення потоку синтез-газу в потік, що вводиться в перший шар каталізатора для регулювання температури потоку, що подається та виділення кінцевого продукту, який відрізняється тим, що вихідний потік синтез-газу, що містить водень та азот, подають У вигляді трьох потоків, перший потік попередньо підігрівають непрямим теплообміном з потоком продукту, який виходить з останнього шару каталізатора, з наступним введенням у другий потік, одержаний таким чином об'єднаний потік подають в перший шар каталізатора, при цьому третій потік підігрівають непрямим теплообміном з потоком продукту, який виходить з першого і другого шарів каталізатора, з наступним додаванням в об'єднаний потік, який вводиться в перший шар каталізатора. 70

2. Пристрій для каталітичного одержання аміаку, який містить лінії для подачі вихідного синтез-газу, що містить водень та азот, реактори з розташованими усередені них шарами каталізатора, при цьому зазначені реактори розміщені один над одним, перший реактор оснащений вхідною лінією, що сполучається з лініями для подачі вихідного синтез-газу, а останній реактор оснащений вихідною лінією для відводу потоку продукту, при цьому зазначена вихідна лінія оснащена теплообмінником, та додаткові теплообмінники, який відрізняється тим, що дві лінії для подачі вихідного синтез-газу, одна з яких проходить крізь теплообмінник, яким оснащена вихідна лінія останнього реактора, сходяться в одну лінію, яка сполучена з вхідною лінією першого реактора, при цьому один додатковий теплообмінник встановлено між кожними двома реакторами, а третя лінія для подачі вихідного синтез-газу проходить крізь кожний додатковий теплообмінник і сполучена з вхідною лінією першого реактора. с щі 6) с с « ІФ) «

- . и? щ» 1 щ» іме) Ко) іме) 60 б5