JPS59102815A - 温度制御されたアンモニヤ合成法 - Google Patents
温度制御されたアンモニヤ合成法Info
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- JPS59102815A JPS59102815A JP58217645A JP21764583A JPS59102815A JP S59102815 A JPS59102815 A JP S59102815A JP 58217645 A JP58217645 A JP 58217645A JP 21764583 A JP21764583 A JP 21764583A JP S59102815 A JPS59102815 A JP S59102815A
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- catalyst bed
- ammonia
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- 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
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- 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
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明の技術分野は、はぼ化学量論比の水素と窒素とを
含有するガス混合物を直列の触媒床に比較的高圧力およ
び制御された温度にて通す連続法におけるアンモニヤの
合成である。特に、本発明は、工程を通過する各段階に
おいてガス混合物自身の部分間で行なう熱交換によるこ
の方法の温度調整に関するものである。
含有するガス混合物を直列の触媒床に比較的高圧力およ
び制御された温度にて通す連続法におけるアンモニヤの
合成である。特に、本発明は、工程を通過する各段階に
おいてガス混合物自身の部分間で行なう熱交換によるこ
の方法の温度調整に関するものである。
工業的に実施されているアンモニヤ製造は、化学量論量
の窒素と水素との間の恐らく直接的反応を利用する。N
2+3H2→2NH3゜この反応は発熱性であり、した
がって平衡はよシ低温度によって右方向へ移動する。し
かしながら、実際上、触媒を使用して反応速度を促進さ
せる場合でさえ、この方法を合理的に短時間で行なうべ
く充分に反応速度を増大させるためには温度を高いレベ
ルに維持せねばならない。したがって、熱力学的配慮と
運動力学的配慮との間の適当なバランスが、この合成を
行なうべき適当な温度範囲を決定する。
の窒素と水素との間の恐らく直接的反応を利用する。N
2+3H2→2NH3゜この反応は発熱性であり、した
がって平衡はよシ低温度によって右方向へ移動する。し
かしながら、実際上、触媒を使用して反応速度を促進さ
せる場合でさえ、この方法を合理的に短時間で行なうべ
く充分に反応速度を増大させるためには温度を高いレベ
ルに維持せねばならない。したがって、熱力学的配慮と
運動力学的配慮との間の適当なバランスが、この合成を
行なうべき適当な温度範囲を決定する。
さらに、熱力学的配慮は、合成を行なうには気体分子間
の衝突が必要とされるので、よシ高い圧力により反応が
促進されることを考慮する。一般的にこの方法を行なう
圧力範囲は100気圧以上であるが、合成法は20気圧
程度の低い圧力でも可能であることが開示されている(
米国特許第3.957,449号)。
の衝突が必要とされるので、よシ高い圧力により反応が
促進されることを考慮する。一般的にこの方法を行なう
圧力範囲は100気圧以上であるが、合成法は20気圧
程度の低い圧力でも可能であることが開示されている(
米国特許第3.957,449号)。
温度調整は特にしばしば「急冷」型のアンモニヤ変換法
によシ達成される。この方法においては、好1しくはで
きるだけ少ない希釈剤を用いてほぼ化学量論量で窒素と
水素とを含有する合成ガスを、たとえば鉄またはプロモ
ートした鉄(prOmojediron )の触媒床に
通して、反応の発熱性により初期混合物よりも高い温度
を有する流出物を生成させる。この流出物は、成る程度
の割合のアンモニヤ、たとえば全容量の10−15%を
示すアンモニヤを含有する。流出ガスの温度は、一般に
その後の反応に対し熱力学的に抑制的であるような充分
高い温度である。したがって、アンモニヤの変換率を増
大させるためにはさらに他の触媒床に流出物を通す前に
、これを「冷たい」新鮮合成ガスと混合して新たな混合
物の温度を適切なレベルまで低下させる。この方法は所
望に応じて複数の触媒床に何回も通して反復することが
できる。しかしながら、これは明らかに必ずしも全部の
合成ガスが全ての触媒床を通過しえないという欠点を有
する。
によシ達成される。この方法においては、好1しくはで
きるだけ少ない希釈剤を用いてほぼ化学量論量で窒素と
水素とを含有する合成ガスを、たとえば鉄またはプロモ
ートした鉄(prOmojediron )の触媒床に
通して、反応の発熱性により初期混合物よりも高い温度
を有する流出物を生成させる。この流出物は、成る程度
の割合のアンモニヤ、たとえば全容量の10−15%を
示すアンモニヤを含有する。流出ガスの温度は、一般に
その後の反応に対し熱力学的に抑制的であるような充分
高い温度である。したがって、アンモニヤの変換率を増
大させるためにはさらに他の触媒床に流出物を通す前に
、これを「冷たい」新鮮合成ガスと混合して新たな混合
物の温度を適切なレベルまで低下させる。この方法は所
望に応じて複数の触媒床に何回も通して反復することが
できる。しかしながら、これは明らかに必ずしも全部の
合成ガスが全ての触媒床を通過しえないという欠点を有
する。
ベラカーに係る米国特許第4.230.680号明細書
は、新鮮合成ガスと部分的に変換された流出物とを混合
するのでなく、単に新鮮合成ガスと流出物との間の熱交
換のみを行なう別お方法を記載しておシ、これはガスの
物理的混合ではない。このベラカー法において、直列の
各触媒床及び全ての触媒床からの流出物の1部は熱交換
器に通され、ここで供給合成ガスの1部を熱低下させる
。ライトおよびピックフォードに係る米国特許第3.8
51,046号明細書は2床法を開示しており、この場
合熱交換は第1床からの流出物と新鮮合成ガスとり間で
行なわれ、単一の第2床からの流出物は高圧水蒸気発生
によシ冷却される。上記両方法は、合成ガスの触媒上の
最初の通過からの流出物のみを熱交換し、その後の複数
床からの流出物の冷却は高圧水蒸気発生によシ達成され
、次いで高圧水蒸気を他の目的に使用しうるという本発
明の効率よりも低すことが判明した。
は、新鮮合成ガスと部分的に変換された流出物とを混合
するのでなく、単に新鮮合成ガスと流出物との間の熱交
換のみを行なう別お方法を記載しておシ、これはガスの
物理的混合ではない。このベラカー法において、直列の
各触媒床及び全ての触媒床からの流出物の1部は熱交換
器に通され、ここで供給合成ガスの1部を熱低下させる
。ライトおよびピックフォードに係る米国特許第3.8
51,046号明細書は2床法を開示しており、この場
合熱交換は第1床からの流出物と新鮮合成ガスとり間で
行なわれ、単一の第2床からの流出物は高圧水蒸気発生
によシ冷却される。上記両方法は、合成ガスの触媒上の
最初の通過からの流出物のみを熱交換し、その後の複数
床からの流出物の冷却は高圧水蒸気発生によシ達成され
、次いで高圧水蒸気を他の目的に使用しうるという本発
明の効率よりも低すことが判明した。
本発明は、系中全流過するガス混合物の部分間における
熱交換と高圧水蒸気発生との組合せによp、直列の触媒
床からの流出物を冷、却して合成反応の温度を制御する
アンモニヤの合成方法に関するものである。
熱交換と高圧水蒸気発生との組合せによp、直列の触媒
床からの流出物を冷、却して合成反応の温度を制御する
アンモニヤの合成方法に関するものである。
さらに詳細には、本発明は、触媒床に対する合成ガスの
最初の通過からの流出物と新鮮合成ガスの少なくとも1
部との間のみの熱交換を用いるアンモニヤの合成方法に
関するものである。複数の次の触媒床のそれぞれからの
流出物に関する付加的温度制御は、直列の各床に対し系
中に高圧水蒸気発生器を設け−ることにより達成され、
高圧水蒸気発生器は流出ガスの熱を利用して10■〜2
00Of)S1g。
最初の通過からの流出物と新鮮合成ガスの少なくとも1
部との間のみの熱交換を用いるアンモニヤの合成方法に
関するものである。複数の次の触媒床のそれぞれからの
流出物に関する付加的温度制御は、直列の各床に対し系
中に高圧水蒸気発生器を設け−ることにより達成され、
高圧水蒸気発生器は流出ガスの熱を利用して10■〜2
00Of)S1g。
好ましくは1500 psigの水蒸気を発生する。
以下、本明細書における一般的用語につき説明する。
本明細書において、「合成ガス」という用語は約1:3
の比の窒素と水素との混合物を意味し、これはたとえば
アルゴンおよびメタンのような希釈剤を含有することが
できる。
の比の窒素と水素との混合物を意味し、これはたとえば
アルゴンおよびメタンのような希釈剤を含有することが
できる。
希釈剤濃度は0であることが望ましいが、これはめった
に得られず、化学量論比の水素と窒素とから実質的にな
る合成ガスは含有される不純物の量に比例して希釈する
ことができる。本発明の方法は、合成を行々うだめの他
の方法が影響されシ9とほぼ同じように、これら希釈剤
の存在によシ影響を受ける。
に得られず、化学量論比の水素と窒素とから実質的にな
る合成ガスは含有される不純物の量に比例して希釈する
ことができる。本発明の方法は、合成を行々うだめの他
の方法が影響されシ9とほぼ同じように、これら希釈剤
の存在によシ影響を受ける。
「最終生成流出物」という用語は、全装置を通過して、
そこからアンモニヤを抽出するための回収工程にかける
べきガスを意味する。
そこからアンモニヤを抽出するための回収工程にかける
べきガスを意味する。
アンモニヤの合成を促進するのに好適である触媒は当業
界で周知されている。これらのうち優れたものは、微細
な鉄およびプロモートした鉄触媒である。
界で周知されている。これらのうち優れたものは、微細
な鉄およびプロモートした鉄触媒である。
たとえば40.0〜500〒の温度にて許容しつる速度
で進行するよう充分に反応を促進させる優秀な触媒の発
見は以下記載する所望温度を変化させるであろうが、本
発明の方法が依存する一般的原理は、この種の改良触媒
が公知である限シ、その置換によシ変化しないであろう
。しかしながら、勿論、好適温度範囲はそれに応じて低
下するであろう。
で進行するよう充分に反応を促進させる優秀な触媒の発
見は以下記載する所望温度を変化させるであろうが、本
発明の方法が依存する一般的原理は、この種の改良触媒
が公知である限シ、その置換によシ変化しないであろう
。しかしながら、勿論、好適温度範囲はそれに応じて低
下するであろう。
さらに、触媒床を含有しかつ変換を行なうために合成ガ
スを流過させる装置については、種々の設計がある。現
在知られた2つの主要な型式の合成チャンバは、ラジア
ル70−の変換器であシ、特に一般的にはO8W型のア
ンモニヤ変換器であって、この場合合成ガス流は床中を
下方へまたは軸線方向へ流動する。変換器を通る流れパ
ターンは、本発明の方法にとって臨界的でない。
スを流過させる装置については、種々の設計がある。現
在知られた2つの主要な型式の合成チャンバは、ラジア
ル70−の変換器であシ、特に一般的にはO8W型のア
ンモニヤ変換器であって、この場合合成ガス流は床中を
下方へまたは軸線方向へ流動する。変換器を通る流れパ
ターンは、本発明の方法にとって臨界的でない。
最後に、如何に多数の触媒床を使用しても、合成ガスか
らアンモニヤへの完全変換を得ることはできない。典型
的には、最初の触媒通過で出発物質の15−201がア
ンモニヤまで変換され、それに続く通過でさらに変換が
もたらされる。本発明の方法を用いることによシ、直列
の3個の変換器のみを用いた後、最終生成流出物は約2
0容量チのアンモニヤを含有するはずであシ、これは出
発物質の約30〜35チの変換率に相当する。
らアンモニヤへの完全変換を得ることはできない。典型
的には、最初の触媒通過で出発物質の15−201がア
ンモニヤまで変換され、それに続く通過でさらに変換が
もたらされる。本発明の方法を用いることによシ、直列
の3個の変換器のみを用いた後、最終生成流出物は約2
0容量チのアンモニヤを含有するはずであシ、これは出
発物質の約30〜35チの変換率に相当する。
以下、第1図を参照して好適具体例につき説明する。
できるだけ精製した合成ガスは、参照符号102の個所
から装置中へ流入し、熱源が最終生成流出物の少なくと
も1部である熱交換器104を通過令 する。
から装置中へ流入し、熱源が最終生成流出物の少なくと
も1部である熱交換器104を通過令 する。
好ましくは約500〜600’Fの温度まで加熱された
合成ガスは次いで弁106を有するパイ、Qス制御経路
を用いて分割され、その1部は参照符号108の個所か
ら最初の触媒床(4)に直接的に通され、他の部分は第
1触媒変換器からの流出物を冷却するために使用する熱
交換器110を通過して、その温度がさらに上昇される
。熱交換器110からの流出物は、次いで参照符号11
2の個所でパイ/Qスからの合成ガスと混合され、この
混合物は直列の最初の変換器中へ参照記号108 の個
所から供給される。第1図の参照記号Aで示した第1変
換器へ流入する際の混合ガスの温度は、好ましくは70
0〜800″111″である。変換器Aを通過する際、
窒素および水素の1部は発熱反応でアンモニヤまで変換
され、参照記号114における排出温度は900〜10
00°Fとなる。この流出物は、上記熱交換器110に
おいて供給合成ガスへ熱を放出することによシ冷却され
る。触媒床B中へ流入する前の最終温度の調整は、冷却
ガスの量を調節する弁106によって調整されるパイl
々ス路によシ維持される。参照記号122においてM2
触媒床B中へ流入するガスは、好ましくは700〜80
0’Fである。この変換器Bにおいて、さらにアンモニ
ヤへの変換が起シ、個所124における排出温度が85
0〜9501:′である流出物を与えるのに充分な熱が
放出される。この流出ガスは、高圧水蒸気発生器126
の操作によ、!:1 700−800″Fの温度まで冷
却され、この温度は変換器Cにおける触媒床へ通すのに
適切な温度である。
合成ガスは次いで弁106を有するパイ、Qス制御経路
を用いて分割され、その1部は参照符号108の個所か
ら最初の触媒床(4)に直接的に通され、他の部分は第
1触媒変換器からの流出物を冷却するために使用する熱
交換器110を通過して、その温度がさらに上昇される
。熱交換器110からの流出物は、次いで参照符号11
2の個所でパイ/Qスからの合成ガスと混合され、この
混合物は直列の最初の変換器中へ参照記号108 の個
所から供給される。第1図の参照記号Aで示した第1変
換器へ流入する際の混合ガスの温度は、好ましくは70
0〜800″111″である。変換器Aを通過する際、
窒素および水素の1部は発熱反応でアンモニヤまで変換
され、参照記号114における排出温度は900〜10
00°Fとなる。この流出物は、上記熱交換器110に
おいて供給合成ガスへ熱を放出することによシ冷却され
る。触媒床B中へ流入する前の最終温度の調整は、冷却
ガスの量を調節する弁106によって調整されるパイl
々ス路によシ維持される。参照記号122においてM2
触媒床B中へ流入するガスは、好ましくは700〜80
0’Fである。この変換器Bにおいて、さらにアンモニ
ヤへの変換が起シ、個所124における排出温度が85
0〜9501:′である流出物を与えるのに充分な熱が
放出される。この流出ガスは、高圧水蒸気発生器126
の操作によ、!:1 700−800″Fの温度まで冷
却され、この温度は変換器Cにおける触媒床へ通すのに
適切な温度である。
この工程における調整は、バイパス路における調整弁1
27によって維持され、水蒸気発生器を迂回するガスの
部分は適切な高温度を維持するのに充分である。同様K
、変換器Cで生ずる反応は流入ガス混合物の温度を上昇
させ、高圧水蒸気発生器128におけるガスの温度は8
00〜900°Fとなる。高圧水蒸気発生器128の操
作の結果、ガスは600〜750’Fまで冷却される。
27によって維持され、水蒸気発生器を迂回するガスの
部分は適切な高温度を維持するのに充分である。同様K
、変換器Cで生ずる反応は流入ガス混合物の温度を上昇
させ、高圧水蒸気発生器128におけるガスの温度は8
00〜900°Fとなる。高圧水蒸気発生器128の操
作の結果、ガスは600〜750’Fまで冷却される。
ここにも、バイパスおよび調整弁129が設けられる。
高圧水蒸気発生器128から流出するガスの少なくとも
1部は熱交換器104通過して、初期供給合成ガスを約
500〜600e′Fの温度まで加熱する。
1部は熱交換器104通過して、初期供給合成ガスを約
500〜600e′Fの温度まで加熱する。
次いで、最終生成流出物は慣用手段によシアンモニャ回
収工程にかけられる。
収工程にかけられる。
この方法の操作によシ、アンモニヤへの合成ガスの約3
5−の交換が3つの触媒床によって達成されつる。温度
をバランスさせかつ各反応段階における流入ガスの間の
熱交換を制御するが、複数触媒床の後に水蒸気発生器を
使用することによシ、第1の触媒床の後に比較的高い変
換率が達成される。
5−の交換が3つの触媒床によって達成されつる。温度
をバランスさせかつ各反応段階における流入ガスの間の
熱交換を制御するが、複数触媒床の後に水蒸気発生器を
使用することによシ、第1の触媒床の後に比較的高い変
換率が達成される。
上記好適具体例には制御機構を設けて、第1熱交換器1
06よシ前および高圧水蒸気発生器127および129
に平行するガス流を調節することによ多温度を調整する
。しかしながら、本発明は調整の機会を与えるには、こ
れら場所にのみ限定されない。たとえば、制御弁を有す
るバイパスを高圧水蒸気発生器128の後に設けて、熱
交換器104に流入する加温ガスの量を調整することも
できる。さらに、たとえば、ノ々イパスをタンクAから
の流出物の後に設けて加熱ガスの1部のみを熱交換器1
10へ流入させるとともできる。
06よシ前および高圧水蒸気発生器127および129
に平行するガス流を調節することによ多温度を調整する
。しかしながら、本発明は調整の機会を与えるには、こ
れら場所にのみ限定されない。たとえば、制御弁を有す
るバイパスを高圧水蒸気発生器128の後に設けて、熱
交換器104に流入する加温ガスの量を調整することも
できる。さらに、たとえば、ノ々イパスをタンクAから
の流出物の後に設けて加熱ガスの1部のみを熱交換器1
10へ流入させるとともできる。
これら全ての場合、第1図に示したように、パイ/Qス
は制御弁を有する別のバイパス路によるとともできる。
は制御弁を有する別のバイパス路によるとともできる。
しかしながら、一般に別のパイノQス路の代りに第2図
に示したように、内部バイパス弁を組込むことが好適で
ある。操作に際し、入口201 を流過する流入ガスは
出口202から流出し、その際制御弁205は通路20
6をガスが流過するのを防止するよう閉鎖される。この
制御弁の開口度の調整に応じて、種々の割合のガスを出
口204から流出させることができる。この一般・ 的構造のパイ、eス弁は当業界で周知されており、余分
の経路を必要としないため一層経済的である。
に示したように、内部バイパス弁を組込むことが好適で
ある。操作に際し、入口201 を流過する流入ガスは
出口202から流出し、その際制御弁205は通路20
6をガスが流過するのを防止するよう閉鎖される。この
制御弁の開口度の調整に応じて、種々の割合のガスを出
口204から流出させることができる。この一般・ 的構造のパイ、eス弁は当業界で周知されており、余分
の経路を必要としないため一層経済的である。
以下の実施例により本発明を説明するが、これのみに本
発明は限定されない。
発明は限定されない。
実施例 1
第1図を参照して、経路102を介し1時間当り18,
069 Prkgモルの水素と5,940kpモルの窒
素とを含有する供給ガス流を188パールの圧力かつ1
27’Fにて導入した/(混合物はさらに1時間当Ds
4okgモルのアンモニャト832kl!モルのアルゴ
ンと211に9モルのヘリウムとを含有し、ヘリウムと
アルゴンとの流れはほぼ一定に保たれた)。熱交換器1
04を通過した後の、混合物の温度は541°F′であ
シ、熱交換器110を通過しかつバイパス弁106を介
して循環される部分と混合した後のガスの温度は752
’F″となった。次いで、この混合物を触媒床Aに通し
て、アンモニヤまで部分変換させた。触媒は直径2.4
8mかつ長さ3.1mの15m3の円筒状床(酸化鉄)
とした。触媒床Aからの流出ガス[964’F″であり
、毎時2,549kI!モルのアンモニヤと15.50
5kgモルの水素と5.085モルの窒素とを含有し、
これは全体で約20%の変換率に相当する。次いで、流
出ガスを熱交換器110に通して752°Fの温度を得
、その彼これは触媒床Bに流入させた。触媒床Bは46
m3であシ、これも直径3.0mかつ長さ6.6mの円
筒状である。さらにアンモニヤまで変換させた後、触媒
Bからの流出ガスは401’Fとなシ、3詩40モルの
アンモニヤと13.720モルの水素と4.490モル
の窒素とを含有し、これは29チ全変換率に相当した。
069 Prkgモルの水素と5,940kpモルの窒
素とを含有する供給ガス流を188パールの圧力かつ1
27’Fにて導入した/(混合物はさらに1時間当Ds
4okgモルのアンモニャト832kl!モルのアルゴ
ンと211に9モルのヘリウムとを含有し、ヘリウムと
アルゴンとの流れはほぼ一定に保たれた)。熱交換器1
04を通過した後の、混合物の温度は541°F′であ
シ、熱交換器110を通過しかつバイパス弁106を介
して循環される部分と混合した後のガスの温度は752
’F″となった。次いで、この混合物を触媒床Aに通し
て、アンモニヤまで部分変換させた。触媒は直径2.4
8mかつ長さ3.1mの15m3の円筒状床(酸化鉄)
とした。触媒床Aからの流出ガス[964’F″であり
、毎時2,549kI!モルのアンモニヤと15.50
5kgモルの水素と5.085モルの窒素とを含有し、
これは全体で約20%の変換率に相当する。次いで、流
出ガスを熱交換器110に通して752°Fの温度を得
、その彼これは触媒床Bに流入させた。触媒床Bは46
m3であシ、これも直径3.0mかつ長さ6.6mの円
筒状である。さらにアンモニヤまで変換させた後、触媒
Bからの流出ガスは401’Fとなシ、3詩40モルの
アンモニヤと13.720モルの水素と4.490モル
の窒素とを含有し、これは29チ全変換率に相当した。
高圧水蒸気発生器からの流出物は、パイノぐス弁129
を介して循環するガスと混合した際、752’Fであり
、この温度で直列の第3の触媒床Cへ流入させた。触媒
床Cは77m”であり、直径3.2mかつ長さ9.67
71である。触媒床Cを通過した後、流出物は毎時4,
510に9モルのアンモニャト12.564kyモルの
水素ト4.105kgモルの窒素とを含有し、これは3
5%の全変換率に相当した。流出混合物の温度は849
’Fであシ、これを次いで水蒸気の発生によ、9619
″F!で低下させた後、さらに熱交換器104で冷却さ
せる。
を介して循環するガスと混合した際、752’Fであり
、この温度で直列の第3の触媒床Cへ流入させた。触媒
床Cは77m”であり、直径3.2mかつ長さ9.67
71である。触媒床Cを通過した後、流出物は毎時4,
510に9モルのアンモニャト12.564kyモルの
水素ト4.105kgモルの窒素とを含有し、これは3
5%の全変換率に相当した。流出混合物の温度は849
’Fであシ、これを次いで水蒸気の発生によ、9619
″F!で低下させた後、さらに熱交換器104で冷却さ
せる。
かくして、参照記号132の箇所から流出する最終生成
流出物は、約31%のアンモニヤへの変換率を示しく系
へ供給された窒素に基づく)、かっ181’Fの排出温
度を有した。
流出物は、約31%のアンモニヤへの変換率を示しく系
へ供給された窒素に基づく)、かっ181’Fの排出温
度を有した。
第1図は3個の触媒床を使用する本発明の1具体例を示
す略図であり、 第2図は内部パイ/(ス系を備えた系の略図である。 104110・・・熱交換器、 106・・・弁、1
26、128・・・水蒸気発生器、 A、B、C・・・
触媒床、201“°入 口、 202.20
4・・・出口、205・・・制御弁。 代理人弁理士今 村 元
す略図であり、 第2図は内部パイ/(ス系を備えた系の略図である。 104110・・・熱交換器、 106・・・弁、1
26、128・・・水蒸気発生器、 A、B、C・・・
触媒床、201“°入 口、 202.20
4・・・出口、205・・・制御弁。 代理人弁理士今 村 元
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 fil(a) 供給合成ガスの少なくとも1部を熱交
換器に通してその温度を上昇させ、 (b) 前記供給合成ガスを第1のアンモニヤ合成触
媒床に通して流出物を得、 (C) 工程(b)からの流出物の少なくとも1部を
工程(a)の熱交換器に通して前記流出物の温度を低下
させ、 (dl 工程(C)からの流出物を直列の少なくとも
2つの追加アンモニヤ合成触媒床に通し、次いで各床の
後に高圧水蒸気発生器に通して流出物の温度を低下させ
ると共に、冷却された流出物を得、 (e) 直列の工程(diの最終生成流出物からアン
モニヤを回収する 各工程を行なうようガスの混合物を連続流として装置に
通すことを特徴とするアンモニヤの合成方法。 (2)工程(d)が直列の2つの追加アンモニヤ合成触
媒床からな勺、それぞれ次込で高圧水蒸気発生器を備え
る特許請求の範囲第1項記載の方法。 (3) 工程(dlにおける最終生成流出物の少なく
とも1部と供給合成ガスの少なくとも1部との間で熱交
換することを含む特許請求の範囲第1項または第2項記
載の方法。 (4)工程(b)における供給合成ガスが約700〜8
001″の温度を有する特許請求の範囲第1項、第2項
または第3項記載の方法。 (5)工程(b)からの流出物が約900〜1000″
1″の温度を有する特許請求の範囲第1項、第2項また
は第3項記載の方法。 (6)工程(C1からの冷却された流出物が約700〜
800下の温度を有する特許請求の範囲第1項、第2項
または第3項記載の方法。 (カ アンモニヤ合成触媒床の流過開始時におけるガス
混合物の温度が約700〜800アである特許請求の範
囲第1項、第2項または第3項記載の方法。 (8)アンモニヤ合成触媒床の流過終了時におけるガス
混合物の温度が約750〜1000’Fである特許請求
の範囲第1項、第2項または第3項記載の方法。 (9)工程(a)以前の供給合成ガスの温度が約500
〜6001’である特許請求の範囲第1項、第2項また
け第3項記載の方法。 (11工程(d)からの最終生成流出物の温度が約60
0〜750 ’Fである特許請求の範囲第1項、第2項
または第3項記載の方法。 曝 (II)熱交換器および水蒸気発生装置の欠除を適宜バ
イパス系により制御する特許請求の範囲第1項、第2項
または第3項記載の方法。 C3ノマイパス制御系が内部パイ、eス制御である特許
請求の範囲第11項記載の方法。 (13) (a) 供給合成ガスの少なくとも1部を
熱交換器に通してその温度を約500〜600’Fまで
上昇させ、 (b) 供給合成ガスの少なくとも1部を第2の熱交
換器に通して、さらにその温度を上昇させ、(C)
700〜800″Fの温度を有する供給合成ガスを第1
のアンモニヤ合成触媒床に通して、900〜1000”
Fの温度を有する流出物を得、(d) 工程(C1か
らの流出物を工程(b)の熱交換器に通してその温度を
約700〜800”Fまで低下させ、 (el 工程(d)からの流出物を追加アンモニヤ合
成触媒床に通し、次いで高圧水蒸気発生器に通して、7
00〜800″Fの温度を有する流出物を生成させ、 げ)工程(e)からの流出物をさらに他のアンモニヤ合
成触媒床に通し、次いでさらに他の高圧水蒸気発生器に
通して、700〜800 ’Fの温度を有する流出物を
得、 (g) 工程(f)を適宜1〜5回反復し、(h)
工程(f)または(glからの流出物を工程(a)の
熱交換器に通して、温度が600〜650″Fであシか
つ少なくとも20チの変換率に相当するアンモニヤ含有
量を有する流出物を得る〜ことを特徴とするアンモニヤ
の合成方法。 aa 熱交換器および水蒸気発生装置のそれぞれを適宜
バイパス系によシ制御する特許請求の範囲第13項記載
の方法。 Q51 ノ”イ・9ス制御系が内部バイパス制御であ
る特許請求の範囲第14項記載の方法。 (IF5 (a) 直列の少なくとも3つの触媒床に
合成ガスを連続流として通し、 (b) 第1触媒床からの供給合成ガスの温度を、第
1合成床の供給合成ガスとの熱交換によって制御し、 (C) その後の一連の全触媒床からの流出物の温度
をそれぞれの流出物に対する一連の高圧水蒸気発生器に
よって制御する ことを特徴とするアンモニヤ合成方法における収率の改
善方法。 (I7)各触媒床に対する供給合成ガスの温度が700
〜800 ’Fである特許請求の範囲第14項記載の方
法。 餞 直列の最後の触媒床に対する直列の高圧水蒸気発生
器からの流出物を、新鮮供給合成ガスと熱交換する特許
請求の範囲第14項または第17項記載の方法。 (11最初の触媒床および各高圧水蒸気発生器からの流
出物に対する熱交換器に、適宜バイパス制御基を設ける
特許請求の範囲第12項または第13項記載の方法。 (イ)バイパス制御を内部/セイパス弁によって行なう
特許請求の範囲第15項記載の方法。 (21) 直列の触媒床の個数が3個である特許請求
の範囲第12項乃至第15項のいずれかに記載の方法。 (23(al 水素と窒素との混合物を直列の3個の
触媒床に連続流として通し、 (b) 供給合成ガスの少なくとも1部を第」触媒床
中へ流入させる前に直列の第3の触媒床からの最終生成
流出物の少なくとも1部および直列の第1の触媒床から
の流出物の少なくとも1部と熱交換することによって加
熱し、(C1それぞれ直列の第2および第3の触媒床か
らの流出物を、第2および第3の触媒床のそれぞれの流
出物に対する直列の高圧水蒸気発生器によって冷却する ことを特徴とする窒素と水素とからのアンモニヤの合成
方法。 θ 各触媒床へ流入させる際の流入ガス混合物の項記載
の方法。 (2)第4触媒床からの流出物が900〜1000″F
であり、第2触媒床からの流出物が850〜950″′
Fでおり、かつ第3触媒床からの流出物の温度が800
〜900″Fである特許請求の範囲第17項または第1
8項記載の方法。 (ハ)第1触媒床および各高圧水蒸気発生器からの流出
物に対する熱交換器に、適宜−マイパス制御弁を設ける
特許請求の範囲第17項乃至第19項のいずれかに記載
の方法。 (イ)パイ/Qス制御を内部バイパス弁によって行なう
特許請求の範囲第25項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US444720 | 1982-11-26 | ||
US06/444,720 US4510123A (en) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | Temperature controlled ammonia synthesis process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59102815A true JPS59102815A (ja) | 1984-06-14 |
Family
ID=23766062
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58217645A Pending JPS59102815A (ja) | 1982-11-26 | 1983-11-18 | 温度制御されたアンモニヤ合成法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4510123A (ja) |
EP (1) | EP0113523A1 (ja) |
JP (1) | JPS59102815A (ja) |
AU (1) | AU568823B2 (ja) |
GB (1) | GB2144724B (ja) |
IN (1) | IN161243B (ja) |
NO (1) | NO834310L (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CA1229467A (en) * | 1983-11-10 | 1987-11-24 | Exxon Research And Engineering Company | Low severity hydrocarbon steam reforming process |
US4568530A (en) * | 1984-10-16 | 1986-02-04 | The M. W. Kellogg Company | Ammonia synthesis |
SU1696387A1 (ru) * | 1986-10-17 | 1991-12-07 | Институт катализа СО АН СССР | Способ синтеза аммиака |
US4867959A (en) * | 1986-11-20 | 1989-09-19 | Santa Fe Braun, Inc. | Process for synthesizing ammonia |
US4744966A (en) * | 1986-11-20 | 1988-05-17 | Santa Fe Braun Inc. | Process for synthesizing ammonia |
US5236671A (en) * | 1990-09-24 | 1993-08-17 | C. F. Braun, Inc. | Apparatus for ammonia synthesis |
US5840933A (en) * | 1996-10-29 | 1998-11-24 | Arco Chemical Technology, L.P. | Catalytic converter system and progress |
DK173023B1 (da) * | 1997-04-21 | 1999-11-15 | Topsoe Haldor As | Fremgangsmåde og reaktor til fremstilling af ammoniak |
DE10116150A1 (de) * | 2001-03-31 | 2002-10-10 | Mg Technologies Ag | Verfahren zum katalytischen Erzeugen von Ammoniak aus Synthesegas |
WO2014144788A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Dole Food Company, Inc. | Process for ripening bananas inside of a shipping container |
CN112499646B (zh) * | 2020-11-19 | 2024-04-05 | 宁夏坤辉气化有限公司 | 一种串联式氨合成工艺 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT171152B (de) * | 1949-02-24 | 1952-05-10 | Montedison Spa | Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung der katalytischen Hochdrucksynthese, insbesondere von Ammoniak oder Methanol |
AT247373B (de) * | 1963-03-26 | 1966-06-10 | Kralovopolska Strojirna Zd Y C | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Betriebstemperaturen von exothermen Hochdruckreaktionen, insbesondere einer Ammoniaksynthese |
US3395982A (en) * | 1966-10-14 | 1968-08-06 | United States Steel Corp | Synthetic production of ammonia |
US3851046A (en) * | 1971-02-08 | 1974-11-26 | Braun Co C | Ammonia synthesis process |
US3957449A (en) * | 1972-02-28 | 1976-05-18 | Imperial Chemical Industries Limited | Synthesis plant |
DE2860718D1 (en) * | 1977-09-16 | 1981-08-27 | Ici Plc | Process and plant for producing ammonia |
EP0007743B1 (en) * | 1978-07-17 | 1985-01-02 | The M. W. Kellogg Company | Synthesis of ammonia and converter system therefor |
US4230680A (en) * | 1978-07-17 | 1980-10-28 | Pullman Incorporated | Low energy process for synthesis of ammonia |
-
1982
- 1982-11-26 US US06/444,720 patent/US4510123A/en not_active Expired - Fee Related
-
1983
- 1983-09-23 IN IN1167/CAL/83A patent/IN161243B/en unknown
- 1983-11-15 AU AU21381/83A patent/AU568823B2/en not_active Ceased
- 1983-11-18 JP JP58217645A patent/JPS59102815A/ja active Pending
- 1983-11-24 NO NO834310A patent/NO834310L/no unknown
- 1983-11-25 EP EP83307203A patent/EP0113523A1/en not_active Withdrawn
- 1983-11-25 GB GB08331506A patent/GB2144724B/en not_active Expired
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Publication number | Publication date |
---|---|
GB8331506D0 (en) | 1984-01-04 |
AU2138183A (en) | 1984-05-31 |
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US4510123A (en) | 1985-04-09 |
GB2144724A (en) | 1985-03-13 |
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AU568823B2 (en) | 1988-01-14 |
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