×
29.06.2019
219.017.a047

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АММИАКА ИЗ ПОЛУЧЕННОЙ ИЗ ПРИРОДНОГО ГАЗА СМЕСИ АЗОТА И ВОДОРОДА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002404123
Дата охранного документа
20.11.2010
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу получения аммиака из азота и водорода и может быть использовано в химической промышленности. Аммиак 3 получают из состоящей по существу из азота и водорода газовой смеси 4, полученной из природного газа 5 следующим образом. Из природного газа 5 путем частичного окисления газом 6, обогащенным кислородом, в присутствии водяного пара получают содержащий водород и моноксид углерода неочищенный синтез-газ 7, из которого во время по меньшей мере одной стадии каталитической реакции (сдвига) и превращения части моноксида углерода в диоксид углерода получают конвертированный содержащий водород, диоксид углерода и моноксид углерода синтез-газ 8. Из полученного синтез-газа 8 на по меньшей мере одной стадии декарбонизации по меньшей мере частично удаляют диоксид углерода 20а, а на по меньшей мере одной стадии очистки по меньшей мере частично удаляют моноксид углерода 22а. По меньшей мере на одной стадии очистки конвертированного синтез-газа используют по меньшей мере одно молекулярное сито. Обогащенный кислородом газ содержит по меньшей мере 50% кислорода, а давление, при котором осуществляется частичное окисление, составляет от 40 до 150 бар. Способ позволяет повысить эффективность, снизив при этом расход энергии и эксплуатационные затраты за счет снижения количества исходного углеводородного сырья. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу получения аммиака из азота и водорода. Изобретение относится, в частности, к способу получения аммиака из состоящей по существу из азота и водорода смеси, получаемой из природного газа, из которого путем его частичного окисления газом, обогащенным кислородом, в присутствии водяного пара получают содержащий водород и моноксид углерода неочищенный синтез-газ, из которого во время по меньшей мере одной стадии каталитической реакции (сдвига) превращения части моноксида углерода в диоксид углерода получают конвертированный содержащий водород, диоксид углерода и моноксид углерода синтез-газ, из которого по меньшей мере на одной стадии декарбонизации частично удаляют диоксид углерода, а по меньшей мере на одной стадии очистки по меньшей мере частично удаляют моноксид углерода. Настоящее изобретение относится также к установке для получения аммиака предлагаемым в изобретении способом.

Уровень техники

Известно, что при промышленном (в частности, в количестве около 3000 т в сутки) получении аммиака из природного газа постоянно ощущается потребность в разработке высокоэффективного способа получения аммиака с высоким выходом, не требующего повышения расхода энергии и увеличения эксплуатационных затрат. В настоящее время этому требованию отвечают известные способы, в которых последовательно выполняют следующие стадии:

- получение неочищенного синтез-газа путем частичного окисления природного газа,

- получение путем реакции сдвига из неочищенного синтез-газа конвертированного синтез-газа,

- удаление из конвертированного синтез-газа содержащегося в нем диоксида углерода путем его декарбонизации с помощью физического растворителя, способного абсорбировать диоксид углерода,

- удаление из конвертированного синтез-газа содержащегося в нем моноксида углерода путем его промывки жидким азотом, и

- синтез аммиака из смеси, состоящей по существу из водорода и азота, которые были получены при выполнении предыдущих стадий.

Декарбонизация и очистка конвертированного синтез-газа предназначены для удаления из него диоксида углерода и моноксида углерода и снижения их концентрации до нескольких объемных частей на миллион (например, для снижения концентрации моноксида углерода до 10 об.част./млн).

При всех преимуществах описанный способ получения аммиака обладает и определенными недостатками. К этим недостаткам, в частности, относится очень низкая температура промывки конвертированного синтез-газа жидким азотом и связанная с этим необходимость в использовании достаточно дорогих и требующих особого внимания специальных материалов и соответствующей теплоизоляции.

Краткое изложение сущности изобретения

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать способ получения аммиака из состоящей по существу из азота и водорода и полученной из природного газа смеси, который (способ) простым и эффективным путем удовлетворял бы указанным выше требованиям и одновременно позволял бы устранить ограничения и/или недостатки, присущие известным способам получения аммиака.

Указанная задача решается согласно изобретению с помощью предлагаемого в нем способа получения аммиака из состоящей по существу из азота и водорода и полученной из природного газа смеси упомянутого выше типа, отличающегося тем, что по меньшей мере на одной стадии очистки конвертированного синтез-газа используют по меньшей мере одно молекулярное сито.

Другие отличительные особенности и преимущества предлагаемого в изобретении способа получения аммиака более подробно рассмотрены ниже на примере предпочтительного, но не ограничивающего объем изобретения варианта его осуществления со ссылкой на прилагаемый к описанию чертеж.

Краткое описание чертежа

На прилагаемом к описанию чертеже показана схема установки для получения аммиака предлагаемым в изобретении способом.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

На прилагаемом к описанию чертеже показана схема обозначенной общей позицией 10 установки для получения аммиака предлагаемым в изобретении способом. Аммиак 3 получают из состоящей по существу из азота и водорода газовой смеси 4, которую в свою очередь получают из природного газа 5.

Установка 10 состоит из первой части 12, предназначенной для получения состоящей по существу из азота и водорода газовой смеси, и второй части 14, предназначенной для синтеза аммиака 3.

Первая часть 12 установки 10 состоит из секции 16 частичного окисления, секции 18, состоящей по меньшей мере из одного так называемого конвертора, в котором в результате каталитической реакции сдвига моноксид углерода превращается в диоксид углерода, секции 20 декарбонизации и секции 22 очистки.

Отличительной особенностью предлагаемой в изобретении установки для получения аммиака является, в частности, использование в секции 22 очистки по меньшей мере одного молекулярного сита.

Под "молекулярными ситами" согласно настоящему изобретению подразумеваются любые обычные микропористые материалы, которые способны избирательно адсорбировать определенный газ, содержащийся в газовой смеси, и к которым помимо прочего относится активированный уголь. В зависимости от характера адсорбции и высвобождения определенного газа подобными материалами их подразделяют на молекулярные сита или активированный уголь PSA-типа (от англ. "pressure swing absorption", адсорбция при переменном давлении) и TSA-типа (от англ. "temperature swing absorption", адсорбция при переменной температуре).

При PSA-адсорбции газовую смесь, содержащую определенный адсорбируемый газ, пропускают под давлением через молекулярное сито, в микропорах которого избирательно адсорбируется этот определенный газ. При последующем снижении давления происходит десорбция такого определенного газа вместе с другими возможно задержанными молекулярным ситом газообразными компонентами и тем самым регенерация молекулярного сита.

При TSA-адсорбции газовую смесь при определенной температуре, например, не превышающей 80°C, пропускают через молекулярное сито, в микропорах которого избирательно адсорбируется определенный, содержащийся в смеси газ. При последующем повышении температуры, например, с помощью водяного пара, происходит десорбция этого определенного газа вместе с другими возможно задержанными молекулярным ситом газообразными компонентами и тем самым регенерация молекулярного сита.

При получении аммиака предлагаемым в изобретении способом для очистки газа предпочтительно использовать молекулярные сита PSA-типа.

В другом варианте секция 22 очистки может быть соединена с секцией 24 получения метана, состоящей по меньшей мере из одного так называемого метанатора.

Предлагаемая в изобретении установка 10 для получения аммиака работает следующим образом.

Природный газ 5, обычно вместе с водяным паром, подают в секцию 16 частичного окисления в первой части 12 установки 10, где в результате частичного окисления природного газа обогащенным кислородом газом 6 получают содержащий водород и моноксид углерода неочищенный синтез-газ 7.

Для частичного окисления природного газа в секции 16 можно использовать, например, печь для автотермического реформинга газа при температуре от 900 до 1300°C, предпочтительно от 900 до 1200°C, и давлении от 40 до 150 бар, предпочтительно от 40 до 100 бар, и обогащенный кислородом газ 6, содержащий минимум 50%, предпочтительно минимум 70%, более предпочтительно минимум 90% кислорода. В качестве обогащенного кислородом газа можно использовать, например, обогащенный кислородом воздух.

Неочищенный синтез-газ 7 подают в конвертор, в котором в результате каталитической реакции сдвига, в процессе которой часть содержащегося в нем моноксида углерода превращается в диоксид углерода, получают конвертированный синтез-газ 8, содержащий водород, диоксид углерода и моноксид углерода.

Конвертированный синтез-газ 8 подают в секцию 20, в которой в результате по меньшей мере однократной декарбонизации из него по меньшей мере частично удаляют диоксид углерода 20а, а затем в секцию 22, в которой в результате по меньшей мере однократной очистки из него удаляют моноксид углерода 22а, снижая его объемную концентрацию в газе, подаваемом во вторую секцию 14 установки 10, до уровня, совместимого с находящимся в этой секции катализатором синтеза аммиака и обычно не превышающего 10 об.част./млн.

В секции 22 очистки для удаления моноксида углерода из конвертированного синтез-газа в изобретении предлагается использовать по меньшей мере одно молекулярное сито.

В другом варианте предлагается соединить секцию 22 очистки с секцией 24 получения метана, наличие которой позволяет за счет превращения моноксида углерода в метан соответственно уменьшить размеры самой секции 22 очистки.

К очищенному от моноксида углерода конвертированному синтез-газу добавляют азот 9 с получением газовой смеси 4, состоящей по существу из азота и водорода с оптимальным стехиометрическим отношением, соответствующим типу катализатора, который используется во второй части 14 установки 10 для синтеза аммиака 3.

Необходимо отметить, что при промышленном получении аммиака для частичного окисления природного газа в секции 16 можно использовать не только печи для автотермического реформинга газа с соответствующим катализатором, но и более простое по конструкции, но потребляющее больше кислорода и соответственно требующее большего расхода энергии оборудование не каталитического действия. Очевидно, что при низкой стоимости энергии для частичного окисления природного газа более предпочтительно использовать оборудование не каталитического действия.

Из приведенного выше описания следует, что предлагаемый в изобретении способ получения аммиака решает указанную выше проблему и обладает по сравнению с известными способами целым рядом преимуществ, главное из которых связано с отсутствием необходимости в применении любых специальных материалов, используемых для промывки конвертированного синтез-газа жидким азотом при получении аммиака известными способами.

Другим преимуществом изобретения является возможность получения после очистки газа, который представляет собой практически чистый водород, который можно использовать не только для синтеза аммиака, но и для любых других целей.

Очевидно, что на основе приведенного выше подробного описания изобретения в предлагаемый в изобретении способ получения аммиака можно с учетом конкретных требований и обстоятельств вносить различные изменения и модификации, которые в любом случае не выходят за объем изобретения, определяемый его формулой.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-8 из 8.
10.04.2013
№216.012.32dd

Способ получения синтез-газа для синтеза аммиака

Изобретение относится к области химии. Способ получения синтез-газа для синтеза аммиака включает подачу газового потока, содержащего углеводороды, и газового потока, содержащего пар, в установку первичной конверсии, оборудованную множеством катализаторных труб с внешним обогревом, реакцию этих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478564
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.04.2013
№216.012.366b

Способ получения синтез-газа для синтеза аммиака

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Синтез-газ для синтеза аммиака получают конверсией углеводородов с паром в установке (1) первичной конверсии, оборудованной множеством катализаторных труб с внешним обогревом, и затем с воздухом в установке (2) вторичной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479484
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.05.2013
№216.012.3fbe

Пусковой нагреватель для реакторов синтеза аммиака

Изобретение относится к области реакторов для производства аммиака, в частности к внутреннему пусковому нагревателю. Внутренний пусковой нагреватель содержит несколько удлиненных электрических нагревательных элементов, проходящих вдоль продольной оси нагревателя, и несколько опорных пластин для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481888
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.07.2013
№216.012.567d

Способ и реактор для окисления углеводорода

Реактор включает корпус и горловину с осевой горелкой и тангенциальным впуском газа, в котором горловина имеет вихревую камеру, расположенную ниже горелки, и соединена с впуском газа для образования завихрения газа, которое оптимизирует смешение между газовым потоком и окислителем в горловине....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487749
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.04.2014
№216.012.b070

Способ получения синтез-газа для производства аммиака

Способ получения синтез-газа для производства аммиака, в котором сырьевой природный газ конвертируют в установке первичной конверсии и в установке вторичной конверсии при давлении по меньшей мере 35 бар; продуктовый синтез-газ на выходе из установки вторичной конверсии охлаждают и подвергают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510883
Дата охранного документа: 10.04.2014
11.03.2019
№219.016.d873

Способ риформинга для получения синтез-газа и установка для его осуществления

Изобретение относится к способу получения синтез-газа. Способ включает стадию предварительного риформинга, на которой технологическая смесь (18), содержащая смесь углеводородов (14) и водяной пар (16), подвергается реакции предварительной каталитической конверсии с получением продукта (22)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002394755
Дата охранного документа: 20.07.2010
09.06.2019
№219.017.7a45

Способ проведения гетерогенных каталитических экзотермических газофазных реакций

Изобретение относится к способу проведения гетерогенных каталитических экзотермических реакций в адиабатических и неадиабатических условиях. Сущность изобретения заключается в том, что синтез-газ, состоящий из свежего газа или смеси свежего газа и циркулирующего газа, пропускают по меньшей мере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002381058
Дата охранного документа: 10.02.2010
29.06.2019
№219.017.a183

Стеночная конструкция для слоев катализатора в реакторах синтеза и способ ее изготовления

Изобретение относится к области обеспечения гетерогенного каталитического синтеза химических соединений в реакторах с неподвижными слоями катализатора, через которые проходит газообразный поток синтез-газа. Стеночная конструкция (8; 9; 50) для слоев катализатора в реакторах (1) синтеза содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002462299
Дата охранного документа: 27.09.2012
Показаны записи 1-10 из 35.
10.04.2013
№216.012.32dd

Способ получения синтез-газа для синтеза аммиака

Изобретение относится к области химии. Способ получения синтез-газа для синтеза аммиака включает подачу газового потока, содержащего углеводороды, и газового потока, содержащего пар, в установку первичной конверсии, оборудованную множеством катализаторных труб с внешним обогревом, реакцию этих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478564
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.04.2013
№216.012.366b

Способ получения синтез-газа для синтеза аммиака

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Синтез-газ для синтеза аммиака получают конверсией углеводородов с паром в установке (1) первичной конверсии, оборудованной множеством катализаторных труб с внешним обогревом, и затем с воздухом в установке (2) вторичной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479484
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.05.2013
№216.012.3fbe

Пусковой нагреватель для реакторов синтеза аммиака

Изобретение относится к области реакторов для производства аммиака, в частности к внутреннему пусковому нагревателю. Внутренний пусковой нагреватель содержит несколько удлиненных электрических нагревательных элементов, проходящих вдоль продольной оси нагревателя, и несколько опорных пластин для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481888
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.05.2013
№216.012.43b4

Изотермический химический реактор с пластинчатым теплообменником

Химический изотермический реактор с внутренним пластинчатым теплообменником включает теплообменные радиальные пластины и радиальные трубопроводы, параллельные сторонам пластин, предназначенные для распределения и сбора теплоносителя и имеющие секцию с уменьшенным поперечным сечением вблизи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482909
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.07.2013
№216.012.591f

Способ и установка для синтеза метанола с улавливанием водорода из продувочного газа контура синтеза

Изобретение относится к области промышленного применения способов и установок для синтеза метанола. В заявке описаны способ и установка для синтеза метанола с улавливанием водорода из контура синтеза, на которой контур синтеза работает с тем же давлением, с каким получают свежий подпиточный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488436
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.10.2013
№216.012.72fa

Способ и устройство для производства заменителя природного газа

Изобретение относится к области химии. Заменитель природного газа получают из свежего сырьевого синтез-газа 11 в секции 10 метанирования, содержащей но меньшей мере первый адиабатический реактор 101 и по меньшей мере дополнительный адиабатический реактор 102-104, включенные последовательно. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495091
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.11.2013
№216.012.7ca6

Способ получения метанола путем паровой конверсии

Способ получения метанола и установка для получения метанола путем паровой конверсии предлагаемым способом, при осуществлении которого синтез-газ, полученный путем паровой конверсии и имеющий некоторый избыток водорода, смешивают с частично окисленным синтез-газом, полученным в секции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497583
Дата охранного документа: 10.11.2013
13.01.2017
№217.015.6ce1

Способ и установка для получения аммиака-мочевины

Настоящее изобретение относится к способу получения аммиака-мочевины. Жидкий аммиак (20), содержащий незначительные количества водорода, азота, метана и необязательно других инертных в отношении мочевины газов, получают в процессе синтеза аммиака, который проводят при определенном давлении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597362
Дата охранного документа: 10.09.2016
25.08.2017
№217.015.96e7

Способ повышения производительности установки для получения аммиака

Изобретение относится к области получения аммиака на основе риформинга углеводородов, в частности к способу повышения производительности установки для получения аммиака. Способ включает увеличение количества водорода, вырабатываемого секцией риформинга, посредством замены труб первичного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608766
Дата охранного документа: 24.01.2017
25.08.2017
№217.015.a81e

Способ и установка для дистилляции метанола с регенерацией тепла

Изобретение предназначено для очистки сырого метанола. Способ очистки сырого метанола включает по крайней мере три ступени дистилляции, работающие в каскаде при соответственно снижающемся давлении, включающие по крайней мере первую ступень дистилляции при максимальном давлении (р2) дистилляции,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611499
Дата охранного документа: 27.02.2017
+ добавить свой РИД