RU1782933C - Method for cleaning natural gas from sulfur-bearing compounds - Google Patents

Abstract

Использование: в способах очистки природного газа серосодержащих соединений в схемах производства аммиака. В способе очистки природного газа от серосодержащих соединений путем их гидрировани  в качестве гидрирующего агента используют отходы производства бутиловых спиртов, содержащие 90% об. водорода, вз тые в количестве 0,01-0,03 мол  на 1 моль метана. Сокращение энергозатрат по сравнению с прототипом составл ет 10 млн. кДж/ч. 1 табл.Usage: in methods of purifying natural gas of sulfur-containing compounds in ammonia production schemes. In the method for purifying natural gas from sulfur-containing compounds by hydrogenating them, butyl alcohol production waste containing 90% by volume is used as a hydrogenating agent. hydrogen, taken in an amount of 0.01-0.03 mol per 1 mol of methane. The reduction in energy consumption compared to the prototype is 10 million kJ / h. 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к способам очистки природного газа от серосоединений и может быть использовано в производстве минеральных удобрений.The invention relates to methods for purifying natural gas from sulfur compounds and can be used in the production of mineral fertilizers.

Наиболее близким по технической сущности к за вленному способу  вл етс  выбранный в качестве прототипа способ получени  аммиака, включающий очистку природного газа от сернистых соединений гидрированием серосодержащих соедине-, ний азото водород ной смесью (соотношение азот к водороду 1:3 /с дозировкой к природному газу 0,125 Моль водорода на Моль метана/ или № 11 об. % водорода в природном газе), паровую конверсию в трубчатой печи с обогревом реакционных труб продуктами сжигани  топлива, паровоздушную конверсию в шахтном реакторе, конверсию окиси углерода, очистку газа от диоксида углерода , полученную азотоводородную смесь компримируют и направл ют на синтез аммиака , а часть возвращают дл  дозировки к природному газу.The closest in technical essence to the claimed method is the ammonia production method selected as a prototype, including purification of natural gas from sulfur compounds by hydrogenation of sulfur-containing compounds with a nitrogen-hydrogen mixture (ratio of nitrogen to hydrogen 1: 3 / with dosage to natural gas 0.125 Mole of hydrogen per Mole of methane / or No. 11 vol.% Hydrogen in natural gas), steam conversion in a tube furnace with heating of reaction tubes with fuel combustion products, steam-air conversion in a shaft reactor, conversion w carbon monoxide gas purification from carbon dioxide, nitric resulting mixture was compressed and fed to ammonia synthesis, and the part recycled to the dosage to the natural gas.

Недостатком данного способа  вл етс  больша  дозировка полученной азотоводо- родной смеси, где количественное содержание азота  вл етс  балластом.The disadvantage of this method is the large dosage of the resulting nitrogen-hydrogen mixture, where the quantitative nitrogen content is ballast.

Цель изобретени  - снижение энергозатрат .The purpose of the invention is to reduce energy consumption.

Поставленна  цель достигаетс  способом получени  аммиака, в котором водородную фракцию со стороны направл ют на очистку природного газа от серосодержащих соединений в соотношении 0,01-0,03 моль водорода на моль метана, а избыточное количество водородной фракции со стороны направл ют на стадию очистки технологического газа от окислов углерода.The goal is achieved by the method of producing ammonia, in which the hydrogen fraction from the side is sent to purify natural gas from sulfur-containing compounds in the ratio of 0.01-0.03 mol of hydrogen per mole of methane, and the excess amount of the hydrogen fraction from the side is sent to the purification stage of the process gas from carbon oxides.

Подачу водородной фракции со стороны осуществл ют дл  гидрировани  сероорга- иических соединений без инертного по отношению к реакции азота. Присутствие азота, как инертного газа по отношению кThe supply of the hydrogen fraction from the side is carried out for the hydrogenation of organo-organic compounds without nitrogen inert to the reaction. The presence of nitrogen as an inert gas in relation to

VJVj

00 К)00K)

чэche

соwith

0000

реакции гидрировани , способствует увеличению относительного объема газовой фазы и, тем самым, мешает переходу серооргани- ческих соединений в сероводород, и осаждению его на поглотител х.. Кроме того, присутствие инертных газов приводит к увеличению объема реакционной смеси, что сокращает врем  ее пребывани  в реакторе сероочистки, и соответственно снижает выход по сероводороду, что приводит к проскоку серы к последующим катализаторам, где сера  вл етс   дом.hydrogenation reaction, increases the relative volume of the gas phase and, thus, prevents the transition of organosulfur compounds to hydrogen sulfide, and its deposition on the absorbers. In addition, the presence of inert gases leads to an increase in the volume of the reaction mixture, which reduces its residence time desulphurization reactor, and accordingly reduces the yield of hydrogen sulfide, which leads to a breakthrough of sulfur to subsequent catalysts, where sulfur is home.

Избыточное количество водородной фракции со стороны направл ют на стадию очистки технологического газа от окислов углерода дл  подготовки азотоводородной смеси, где водород, регулиру  азот в соотношении азот к водороду 1:3, как бы обогащает воздушную смесь кислородом, который вступает в экзотермичзскую реакцию с метаном, сокраща  энергозатраты. Это обуславливает снижение расхода природного газа 0,5 м на 1 м водорода, что приводит к удешевлению процесса.The excess amount of hydrogen fraction from the side is directed to the stage of purification of the process gas from carbon oxides to prepare a nitrogen-hydrogen mixture, where hydrogen, controlling nitrogen in a ratio of nitrogen to hydrogen of 1: 3, enriches the air mixture with oxygen, which enters an exothermic reaction with methane, reduction of energy consumption. This leads to a decrease in the consumption of natural gas of 0.5 m per 1 m of hydrogen, which leads to a cheaper process.

Сопоставл емый анализ за вл емого решени  с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличаетс  от известного тем, что водородную фракцию со стороны направл ют на очистку природного газа от серосодержащих соединений в соотношении 0,01-0,03 моль водорода на моль метана, и снижают расход полученной азотоводородной смеси дл  дозировки к природному газу перед сероочисткой, а избыточное количество водородной фракции со стороны направл ют на стадию очистки технологического газа от окислов углерода.A comparable analysis of the claimed solution with the prototype shows that the proposed method differs from the known one in that the hydrogen fraction from the side is sent to purify natural gas from sulfur-containing compounds in the ratio of 0.01-0.03 mol of hydrogen per mole of methane, and reduce the flow of the obtained nitrogen-hydrogen mixture for dosing to natural gas before desulfurization, and the excess amount of the hydrogen fraction from the outside is directed to the stage of purification of the process gas from carbon oxides.

При подаче водородной фракции дл  дозировки к природному газу в соотношении не более 0,02 моль водорода на 1 моль метана проходит оптимальный эффективный процесс проведени  сероочистки. Общее уменьшение серосодержащих соединений в природном газе после сероочистки может быть рассчитано по уравнению:When the hydrogen fraction for dosing to natural gas is supplied in a ratio of not more than 0.02 mol of hydrogen per 1 mol of methane, the optimal and efficient desulfurization process is carried out. The total reduction of sulfur-containing compounds in natural gas after desulfurization can be calculated by the equation:

,02lgy+1,946,02lgy + 1.946

где у - содержание инертных газовых примесей , в мольных процентах;where y is the content of inert gas impurities, in molar percent;

х - степень превращени  серы в сероводород и поглощение его на поглотител х, в мольных процестах.x is the degree of conversion of sulfur to hydrogen sulfide and its absorption on absorbers, in molar processes.

Это обеспечивает возможность эффективного проведени  процесса при снижении расхода полученной азотоводородной смеси дл  дозировки к природному газу перед сероочисткой, азотоводородную смесь направл ют на синтез аммиака.This makes it possible to carry out the process efficiently while reducing the flow rate of the obtained nitrogen-hydrogen mixture for dosing to natural gas before desulfurization, the nitrogen-hydrogen mixture is sent to the synthesis of ammonia.

При сокращении водородной фракции (ее расхода) со стороны до нул  дл  дозировки к природному газу по причине отсутстви  серы в природном газе, необходимо возобновить подачу азотоводородной смеси, так как водород предотвращает коксообразова- ние и зауглероживание катализаторов ри- форминга.When reducing the hydrogen fraction (its flow rate) from the side to zero for dosing to natural gas due to the lack of sulfur in natural gas, it is necessary to resume the supply of a nitrogen-hydrogen mixture, since hydrogen prevents coke formation and carbonization of reforming catalysts.

При увеличении расхода водороднойWith an increase in hydrogen consumption

0 фракции со стороны более 0,03 моль водорода на моль метана снижаетс  выход конечного продукта - аммиака. Так как ограничена пропускна  способность реакционных труб печи, где с одного объема0 fractions from the side of more than 0.03 mol of hydrogen per mole of methane decrease the yield of the final product, ammonia. Since the throughput of the reaction tubes of the furnace is limited, where from one volume

5 метана на входе получаетс  два объема водорода на выходе, а с одного объема водорода на входе - тот же объем водорода на выходе. И нарушаетс  регулировка соотношени  азот: водород 1:3.5 methane at the inlet produces two volumes of hydrogen at the outlet, and with one volume of hydrogen at the inlet, the same volume of hydrogen at the outlet. And the adjustment of the nitrogen: hydrogen ratio is 1: 3.

0 Приведем примеры осуществлени  за вл емого способа:0 We give examples of the implementation of the claimed method:

Если имеетс  смесь веществ, то в практике количество каждого из них выражают в процентах (весовых, объемных, мольных) поIf there is a mixture of substances, then in practice the amount of each of them is expressed as a percentage (weight, volume, molar) according to

5 отношению ко всей смеси или же в мол х на 1 дм смеси (моль/дм3 или кМоль/м3).5 in relation to the whole mixture, or in moles per 1 dm of the mixture (mol / dm3 or kMol / m3).

Необходимо иметь в виду, что дл  всех газов объемные и мольные проценты по величине совпадают, так как 1 моль любогоIt must be borne in mind that for all gases, volume and molar percentages are the same in magnitude, since 1 mol of any

0 газа в одинаковых услови х занимает один и тот же объем.0 gas under the same conditions occupies the same volume.

Пример 1. В углеводородный газ, в количестве 36000 Нм /ч, содержащий, об. % или мол рные доли в одном кубическом мет5 ре газа:Example 1. In hydrocarbon gas, in an amount of 36,000 Nm / h, containing, about. % or molar fractions in one cubic meter of gas:

СН4 - 85,9-98,7 - 0,0383482 - 0,0440625 кмоль С2НбН/65,0 -0,0022321CH4 - 85.9-98.7 - 0.0383482 - 0.0440625 kmol C2NbN / 65.0 -0.0022321

СзН8-н/б 1,5 -0.0006696SzN8-n / a 1.5 -0.0006696

С4НЮ-Н/60.7-0,0003125S4NYU-N / 60.7-0,0003125

0 С5Н12-Н/60.5-0,00022320 С5Н12-Н / 60.5-0,0002232

С02-н/бЗ,5 -0.0015625С02-н / бЗ, 5 -0.0015625

Н2 - н/б 0,6 -0.0002678H2 - n / a 0.6 -0.0002678

№-н/б5,0 -. 0,0022321No-n / b5.0 -. 0,0022321

H2S-H/6300 мг/нм3H2S-H / 6300 mg / nm3

5 5общ. - н/б 50 H2R-H/6 10 Sopr. - н/б 85 5total - n / a 50 H2R-H / 6 10 Sopr. - n / a 8

Дозируют 720 нм3/ч водород со держащий газ со стороны - отход производства720 nm3 / h of hydrogen containing gas are dispensed from the side - production waste

0 синтез - газа бутиловых спиртов, содержащего , об. % или мольные доли в одном кубическом литре газа: Н2 - н/м 96 - 0.0428571 кмоль СО-н/б 0.1-0,00004460 synthesis gas of butyl alcohols containing, vol. % or molar fractions in one cubic liter of gas: Н2 - n / m 96 - 0.0428571 kmol СО-n / b 0.1-0.0000446

5 С02-Н/60.1 -0,0000446 СН4 - н/б 1 - 0,0004464 Н2-н/б 0,7-0.0003125 до узла сероочистки, где газовую смесь с содержанием Иг - 2 об. % или 0,000766964 - 0.00088125 кмоль, что составл ет 0,025 С02-Н / 60.1 -0.0000446 СН4 - н / б 1 - 0.0004464 Н2-н / б 0.7-0.0003125 to the desulfurization unit, where the gas mixture with the content of Ig - 2 vol. % or 0.000766964 - 0.00088125 kmol, which is 0.02

моль подорода на моль метана, подогревают до температуры 300-350 С и ведут процесс десульфуризации природного газа. Газова  смесь после узла сероочистки содержит , мг/нм3 H2S - н/б 5mol of hydrogen per mole of methane, heated to a temperature of 300-350 C and the process of desulfurization of natural gas. The gas mixture after the desulfurization unit contains, mg / nm3 H2S - n / b 5

Sopr.-н/б 0,5Sopr.-n / a 0.5

ЗЯНобщ. - н/б 0,5ZYANtotal. - n / a 0.5

Зобщ - н/б 0,5Zoshch - n / a 0.5

Дозировку к природному газу азотово- дородной смеси в количестве 3600 нм3/ч прекращают полностью, а избыток водоро- досодержащего газа со стороны направл ют на стадию очистки технологического газа от окислов углерода в количестве до 11000 нм3/ч.The dosage to natural gas of the nitrogen-hydrogen mixture in the amount of 3600 nm3 / h is completely stopped, and the excess hydrogen-containing gas from the outside is sent to the stage of purification of the process gas from carbon oxides in an amount up to 11000 nm3 / h.

Это приводит к сокращению энергозатрат (понижение температуры природного газа перед сероочисткой с 360-410°С до 300-350°С)на 10 мл,кДж, удешевление процесса за счет сокращени  и исключени  циркул ции азотоводородной фракции и направление ее на синтез аммиака, также прием избыточного водородосодержащего газа на технологию после печи паровой конверсии углеводородов, что выражаетс  в снижении нормы природного газа на 1 т аммиака, котора  составл ет 1240 им3 вместо 1250 им3, то есть на 10 нм3/тонну аммиака меньше.This leads to a reduction in energy consumption (lowering the temperature of natural gas before desulfurization from 360-410 ° C to 300-350 ° C) by 10 ml, kJ, reducing the cost of the process by reducing and eliminating the circulation of the nitrogen-hydrogen fraction and directing it to the synthesis of ammonia, as well the intake of excess hydrogen-containing gas for the technology after the steam conversion of hydrocarbons, which is reflected in a reduction in the rate of natural gas by 1 ton of ammonia, which is 1240 im3 instead of 1250 im3, i.e. 10 nm3 / ton of ammonia less.

Пример 2. В углеводородный газ, в количестве 36000 нм /ч, содержащий, об. % или мольные доли в одном кубическом метре газа:Example 2. In hydrocarbon gas, in an amount of 36000 nm / h, containing, about. % or molar fractions in one cubic meter of gas:

СН4 - 85,9-98,7 - 0,0383482-0,0440625 кмоль С2 Н е - н /б 5,0 -0,0022321 кмольCH4 - 85.9-98.7 - 0.0383482-0.0440625 kmol C2 N e - n / a 5.0 -0.0022321 kmol

СзНв - н/б 1,5 -0,0006696 кмольSznv - n / a 1.5 -0.0006696 kmol

С Ню-н/60,7-0,0003125 кмольWith Nu-n / 60.7-0.0003125 kmol

CsHi2 - н/б 0,5 -0,0002232 кмольCsHi2 - n / a 0.5 -0.0002232 kmol

С02-Н/6 3,5 -0,0015625 кмольС02-Н / 6 3.5 -0.0015625 kmol

Н2- н/б 0,6 -0,0002678 кмольН2 - n / a 0.6 -0.0002678 kmol

N2-и/б 5.0 -0,0022321 кмольN2 / b 5.0 -0.0022321 kmol

H2S- н/б - 300 мг/нм3H2S- n / b - 300 mg / nm3

Зобщ-н/б -50- H2R -н/б -10- Sopr .-н/б -8- дозируют 1080 нм3/ч водородосодержащий газ со стороны - отход производства синтез-газа бутиловых спиртов, содержащего, об. % или мольные доли в одном кубическом метре газа:Zoshchn-n / b -50- H2R-n / b -10- Sopr.-N / b -8- dose 1080 nm3 / h of hydrogen-containing gas from the side - a waste product from the synthesis of butyl alcohols containing, vol. % or molar fractions in one cubic meter of gas:

Н2 - н/б 96- 0,0428571 кмольH2 - n / a 96- 0.0428571 kmol

СО-н/б 0,1-0,0000446 кмольSO-n / a 0.1-0.0000446 kmol

С02-н/бО,1- -0,0000446 кмольС02-н / бО, 1- -0.0000446 kmol

СН4-Н/61 . -0,0004464 кмольCH4-H / 61. -0,0004464 kmol

NH3-H/60.7 -0,0003125 кмоль до узла сероочистки, где газовую смесь с содержанием водорода - 3 об. % или 0.00.1150446-0,001321875 кмоль, что составл ет 0,03 моль водорода на моль метана , подогревают до температуры 300-350°СNH3-H / 60.7 -0,0003125 kmol to the desulfurization unit, where the gas mixture with a hydrogen content of 3 vol. % or 0.00.1150446-0.001321875 kmol, which is 0.03 mol of hydrogen per mole of methane, is heated to a temperature of 300-350 ° C

и ведут процесс десульфуризации природного газа. Газова  смесь после узла сероочистки содержит, мг/нмand lead the process of desulfurization of natural gas. The gas mixture after the desulfurization unit contains, mg / nm

H2S- н/б 5H2S- n / a 5

5Sopr-н/б 0,55Sopr-n / a 0.5

ЗРНобщ -н/б 0,5 Зобщ-н/б 0,5ZRNot-n / b 0.5 Zobn-n / b 0.5

Дозировку к природному газу азотоводородной смеси в количестве 3600 нм3/чDosage to natural gas of a nitrogen-hydrogen mixture in the amount of 3600 nm3 / h

0 прекращают полностью, а избыток водородосодержащего газа со стороны направл ют на стадию очистки технологического газа от оксидов углерода в количестве до 10000 нм3/ч.0 is stopped completely, and an excess of hydrogen-containing gas from the outside is sent to the stage of purification of the process gas from carbon oxides in an amount up to 10,000 nm3 / h.

5 Это приводит к сокращению энергозатрат (понижение температуры природного газа перед сероочисткой с 360-410°С до 300-350°С на 10 мл. кДж, удешевлению процесса за счет сокращени  и исключени 5 This leads to a reduction in energy consumption (lowering the temperature of natural gas before desulfurization from 360-410 ° C to 300-350 ° C per 10 ml. KJ, reducing the cost of the process by reducing and eliminating

0 циркул ции азотоводородной фракции и направление ее на синтез аммиака, также прием избыточного водородосодержащего газа на технологию после печи паровой конверсии углеводородов, что выражаетс  всниже5 нии нормы природного газа на 1 т аммиака,0 circulation of the nitrogen-hydrogen fraction and its direction for the synthesis of ammonia, as well as the intake of excess hydrogen-containing gas for the technology after the steam conversion of hydrocarbons, which is expressed in a decrease in the rate of natural gas per 1 ton of ammonia,

котора  составл ет 1240 нм3 вместо 1250which is 1240 nm3 instead of 1250

нм , то есть 10 нм /тонну аммиака меньше.nm, i.e. 10 nm / ton of ammonia less.

Пример 3. В углеводородный газ, вExample 3. In hydrocarbon gas, in

количестве 36000 нм3/ч, содержащий, об. %the amount of 36000 nm3 / h, containing, about. %

0 или мольные доли в одном кубическом метре газа.0 or mole fractions in one cubic meter of gas.

СН4 - 85,9-98,7 - 0,0383482-0,0440625 кмоль С2Не-н/б5,0 - 0,0022321 кмоль СзНа - н/б 1,5 - 0,0006696 кмольСН4 - 85.9-98.7 - 0.0383482-0.0440625 kmol С2Не-н / б5.0 - 0.0022321 kmol СзНа - н / б 1.5 - 0.0006696 kmol

5 СиНю -н/б 0,7 - 0,0003125 кмоль C/}Hi2 - н/б 0,5 - 0,0002232 кмоль ,5 - 0,0015625 кмоль Н2- н/б 0,6 - 0,0002678 кмоль N2 - н/б 5,0 - 0,0022321 кмоль5 CNN-n / b 0.7 - 0.0003125 kmol C /} Hi2 - n / b 0.5 - 0.0002232 kmol, 5 - 0.0015625 kmol H2- n / b 0.6 - 0.0002678 kmol N2 - n / a 5.0 - 0.0022321 kmol

0 H2S-H/6-300 мг/нм30 H2S-H / 6-300 mg / nm3

Зобщ. - н/б -50 мг/нмZocch. - n / b -50 mg / nm

Н2Г1 - Н/б-10 МГ/НМН2Г1 - N / b-10 MG / NM

Sopr. -н/б - 8 мг/нм дозируют 360 нм /час водородосодержа- 5 щий газ со стороны - отход производства синтез - газа бутиловых спиртов, содержащего , об. % или мольные доли в одном кубическом метре газа:Sopr. -n / b - 8 mg / nm dose 360 nm / h of hydrogen-containing gas from the side - waste from the production of synthesis gas of butyl alcohols containing, vol. % or molar fractions in one cubic meter of gas:

0Н2-н/м96- 0,0428571 кмоль0Н2-n / m96-0.0428571 kmol

-0,0000446 0,0004464 ,0000446 -0,0003125- 5 до узла сероочистки, где газовую смесь с содержанием водорода - 1 об, % или 0.000383482-0,000440625 кмоль, что составл ет 0,01 моль( родорода на моль метана, подогревают до температуры 300-350°С и ведут процесс десульфуризации природного газа. Газова  смесь после узла сероочистки содержит, мг/нм3-0.0000446 0.0004464, 0000446 -0.0003125-5 to the desulfurization unit, where the gas mixture with hydrogen content is 1 vol.% Or 0.000383482-0,000440625 kmol, which is 0.01 mol (rod per mole of methane , heated to a temperature of 300-350 ° C and the process of desulfurization of natural gas is conducted.The gas mixture after the desulfurization unit contains, mg / nm3

Н2-н/65H2-n / 65

Sopr.- н/б 0,5Sopr.- n / a 0.5

ЗННобщ. - н/б 0,5ZNTotal - n / a 0.5

Зобщ. - н/б 0,5Zocch. - n / a 0.5

Дозировку к природному газу азотово- дородной смеси в количестве 3600 нм3/ч прекращают полностью, а избыток водоро- досодержащего газа со стороны направл ют на стадию очистки технологического газа от окислов углерода в количестве до 12000 нм3/ч.The dosage to natural gas of the nitrogen-hydrogen mixture in the amount of 3600 nm3 / h is completely stopped, and the excess hydrogen-containing gas from the outside is sent to the stage of purification of the process gas from carbon oxides in an amount up to 12000 nm3 / h.

Это приводит к сокращению энергозатрат (понижение температуры природного газа перед сероочисткой с 360-410°С до 300-350°С) на 10 мл.кДж, удешевление процесса за счет сокращени  и исключени  циркул ции азотоводородной фракции и направление ее на синтез аммиака, также прием избыточного водородосодержащего газа на технологию после печи паровой конверсии углевородов, что выражаетс  в снижении нормы природного газа на 1 тонну аммиака, котора  составл ет 1240 нм3 вместо 1250 нм3, то есть на 10 нм /тонну аммиака меньше.This leads to a reduction in energy consumption (lowering the temperature of natural gas before desulfurization from 360-410 ° C to 300-350 ° C) by 10 ml kJ, reducing the cost of the process by reducing and eliminating the circulation of the nitrogen-hydrogen fraction and directing it to the synthesis of ammonia, as well the intake of excess hydrogen-containing gas for the technology after the steam conversion of hydrocarbons, which is reflected in a reduction in the rate of natural gas by 1 ton of ammonia, which is 1240 nm3 instead of 1250 nm3, i.e. 10 nm / ton of ammonia less.

Пример 4. В углеводородный газ, в количестве 36000 нм3/ч, содержащий, об. % или мольные доли в одном кубическом метре газа:Example 4. In hydrocarbon gas, in an amount of 36,000 nm3 / h, containing, vol. % or molar fractions in one cubic meter of gas:

СН4- 85,9-98,7- 0,0383482-0,0440625 кмоль С2Н6-н/б5,0 -0,0022321СН4- 85.9-98.7- 0.0383482-0.0440625 kmol С2Н6-n / b5.0 -0.0022321

СзНа-н/61,5 -0,0006696SzNa-n / 61.5 -0.0006696

С4НЮ-Н/60.7-0,0003125S4NYU-N / 60.7-0,0003125

С5Н12-Н/60.5-0,0002232С5Н12-Н / 60.5-0,0002232

С02-н/бЗ,5 -0.00015625С02-н / бЗ, 5 -0.00015625

Н2-н/б 0,6 -0,0002678H2-n / a 0.6-0.0002678

N2-н/б 5,0 - 0,0022321N2-n / a 5.0 - 0.0022321

H2S.-н/б -300 мг/нм3H2S.-n / b -300 mg / nm3

Зобщ. -н/б - 50 мг/нмZocch. n / b - 50 mg / nm

H2R-н/б -10 мг/нм3H2R-n / b -10 mg / nm3

Sopr.-н/б - 8 мг/нмSopr.-n / b - 8 mg / nm

дозируют 324 нм3/ч водородосодержащий газ со стороны - отход производства синтез-газа бутиловых спиртов, содержащего, об. % или мольные доли в одном кубическом метре газа:they measure 324 nm3 / h of hydrogen-containing gas from the side - a waste product from the synthesis of butyl alcohols containing, vol. % or molar fractions in one cubic meter of gas:

Н2 - н/м 96 - 0,0428571 кмольН2 - n / m 96 - 0.0428571 kmol

СО-н/б 0,1 -0,0000446SO-n / a 0.1 -0.0000446

С02-н/б 0,1-0,0000446С02-n / a 0.1-0.0000446

СН4-Н/6 1 -0,0004464CH4-H / 6 1 -0,0004464

NH3-н/б 0,7-0,0003125 до узла сероочистки, где газовую смесь с содержанием водорода - 0,9 об. % или 0,000345133-0,000396562 кмоль, что составл ет 0,009 моль водорода на моль метана , подогревают до температуры 350-420°С и ведут процесс десульфуризации природного газа. Газова  смесь после узла сероочистки содержит, мг/нм3 H2S-н/б 10NH3-n / b 0.7-0.0003125 to the desulfurization unit, where the gas mixture with a hydrogen content of 0.9 vol. % or 0.000345133-0.000396562 kmol, which is 0.009 mol of hydrogen per mole of methane, is heated to a temperature of 350-420 ° C and natural gas desulfurization is carried out. The gas mixture after the desulfurization unit contains, mg / nm3 H2S-n / b 10

Sopr.- Н/б 1Sopr.- N / a 1

ЗРШобщ. - н/б 1ZR - n / a 1

Зобщ.- н/б 1Total - n / a 1

что  вл етс  нарушением нормы содержани  серосодержащих соединений о природном газе после узла сероочистки и приводит 0 к перегреву змеевиков огневого подогревател  перед сероочисткой из-за повышенной температуры, необходимой дл  гидрировани  серосодержащих соединений. Вследствие этого, .дозировку к природному газу 5 азотоводородной смеси в количестве 3600 нм3/ч не прекращают, что приводит к дополнительным энергозатратам.which violates the norm for the content of sulfur-containing compounds about natural gas after the desulfurization unit and leads to overheating of the fire heater coils before the desulfurization due to the elevated temperature necessary for hydrogenation of the sulfur-containing compounds. As a result of this, the dosage of natural gas 5 to the nitrogen-hydrogen mixture in the amount of 3600 nm3 / h does not stop, which leads to additional energy consumption.

Пример 5. В углеводородный газ, в количестве 36000 нм3/ч, содержащий, об. % 0 или мольные доли в одном кубическом метре га.за:Example 5. In hydrocarbon gas, in an amount of 36,000 nm3 / h, containing, vol. % 0 or molar fractions in one cubic meter ha.za:

СЩ - 85,9-98.7 - 0,0383482-0,0440625 кмоль С2Нб-н/б5,0 -0,0022321SS - 85.9-98.7 - 0.0383482-0.0440625 kmol S2Nb-n / b5.0 -0.0022321

СзНз-н/61,5 -0,0006696SzNz-n / 61.5 -0.0006696

5 C4H10-H/60J-0,00031255 C4H10-H / 60J-0,0003125

С5Н12-Н/60.5-0,0002232С5Н12-Н / 60.5-0,0002232

СОг-н/бЗ.б -0,0015625СОГ-н / бЗ.б -0.0015625

H2S - н/б 0,6 -0,0002678H2S - n / a 0.6 -0.0002678

N2-н/б 5,0 -0,0022321N2 N / A 5.0 -0.0022321

0 Н23-н/б -300 мг/нм30 H23-n / b -300 mg / nm3

Зобщ. -н/б -50Zocch. n / b -50

H2R-н/б -10H2R n / a -10

Зорь- н/б - 8Dawn - n / a - 8

дозируют водородосодержащий 5 газ со стороны -отход производства синтез- газа бутиловых спиртов, содержащего, об. % или мольные доли в одном кубическом метре газа:5 hydrogen-containing gas is dosed from the side — the waste from the production of synthesis gas of butyl alcohols containing, vol. % or molar fractions in one cubic meter of gas:

Н2 - н/б 96 - 0.0428571 кмоль 0 СО-н/б 0,1-0,0000446Н2 - n / a 96 - 0.0428571 kmol 0 СО-n / a 0.1-0.0000446

С02-н/б 0,1-0,0000446С02-n / a 0.1-0.0000446

СН4-н/б 1-0,0004464CH4-n / a 1-0,0004464

NHs-н/б 0.7-0,0003125 до узла сероочистки, где газовую смесь с 5 содержанием водорода - 3,1 об. % или 0,001188794 -0,001365937 кмоль, что составл ет 0,031 моль водорода на моль метана , подогревают до температуры 270-320°С и ведут процесс десульфуризации природ- 0 ного газа. Газова  смесь после узла сероочистки содержит, мг/нмNHs-n / b 0.7-0.0003125 to the desulfurization unit, where the gas mixture with 5 hydrogen content is 3.1 vol. % or 0.001188794-0.001365937 kmol, which is 0.031 mol of hydrogen per mole of methane, is heated to a temperature of 270-320 ° C and the process of desulfurization of natural gas is carried out. The gas mixture after the desulfurization unit contains, mg / nm

Н23-н/65H23-n / 65

Sopr.-н/б 0,5Sopr.-n / a 0.5

ЗКНобщ. -н/б 0,5 5 Зобщ. - н/б 0,5ZKNotal. -n / b 0.5 5 - n / a 0.5

Дозировку к природному газу азотоводородной смеси в количестве 3600 нм3/ч прекращают полностью, а избыток водородосодержащего газа со стороны направл ют на стадию очистки технологического газаThe dosage to natural gas of the nitrogen-hydrogen mixture in the amount of 3600 nm3 / h is completely stopped, and the excess of hydrogen-containing gas from the outside is directed to the stage of purification of the process gas

от окислов углерода в количестве до 10000 нм3/ч, однако понижаетс  производительность агрегата аммиака из-з а нестабильности парообразовани  и уменьшени  объема газа после паровой конверсии углеводоро- дов так, как с одного мол  водорода на входе в печь получают один моль водорода после печи, а с одного мол  метана на входе в печь получают две моли водорода на выходе из печи.from carbon oxides in an amount up to 10,000 nm3 / h, however, the productivity of the ammonia aggregate is reduced due to the instability of vaporization and a decrease in gas volume after steam conversion of hydrocarbons, since one mole of hydrogen is obtained from one mole of hydrogen at the inlet to the furnace after the furnace, and from one mole of methane at the entrance to the furnace, two moles of hydrogen are obtained at the exit of the furnace.

Из таблицы следует, что сокращение энергозатрат (понижение температуры природного газа перед с ероочисткой до 300- 350°С от 360-410°С) 2,391 кал на 10мл. кДж и удешевление процесса (исключение цир- кул ции азотоводородкой фракции в количестве 3600 км/ч и направление ее на синтез аммиака, также прием избыточного водородосодержащего газа на технологию после печи паровой конверсии углеводоро- дов до 10000 нм3/ч), приводит к снижению нормы природного газа на 1 тонну аммиака, котора  составила 1240 нм3 вместо 1250From the table it follows that the reduction in energy consumption (lowering the temperature of natural gas before treatment with up to 300-350 ° C from 360-410 ° C) 2,391 cal per 10 ml. kJ and the cheaper process (eliminating the circulation of the nitrogen-hydrogen fraction in the amount of 3600 km / h and directing it to the synthesis of ammonia, also taking excess hydrogen-containing gas to the technology after the steam conversion of hydrocarbons to 10,000 nm3 / h), leads to a decrease in the norm natural gas per 1 ton of ammonia, which amounted to 1240 nm3 instead of 1250

нм , то есть на 10 нм /тонну аммиака меньше .nm, i.e. 10 nm / ton of ammonia less.

При производительности 1360 т/сутки аммиака годовой экономический эффект составл ет (при работе агрегата аммиака 8000 часов в году) сто семнадцать тыс ч рублей,With a capacity of 1360 tons / day of ammonia, the annual economic effect is (when the ammonia unit operates 8000 hours a year) one hundred and seventeen thousand rubles,

По сравнению с прототипом за вленный способ получени  аммиака имеет следующие преимущества: снижение энергозатрат на 10 мл кДж; сокращение расхода природного газа на 10 нм3/т аммиака , т.е. удешевление процесса на 107 тыс. руб. в год.Compared with the prototype, the inventive method for producing ammonia has the following advantages: reduction of energy consumption by 10 ml kJ; reduction of natural gas consumption by 10 nm3 / t ammonia, i.e. cheaper process by 107 thousand rubles. in year.

Формул а и зобретени  Formulas a and acquisitions

Способ очистки природного газа of cw- росодержащих соединений путем их гидрировани , отличающийс  тем, что, с целью снижени  энергозатрат, в качестве гидрирующего агента используют отходы производства бутиловых спиртов, содержащие 96 об. % водорода, вз тые в количестве 0,01-0,03 моль на 1 моль метана.A method for purifying natural gas from cw-containing compounds by hydrogenating them, characterized in that, in order to reduce energy consumption, waste products of butyl alcohol production containing 96 vol. % hydrogen, taken in an amount of 0.01-0.03 mol per 1 mol of methane.

ПоказателиIndicators

аза , К Aza, K

номnom

лей одle od

роого horn

стоили зо- % /мcost z-% / m

0,0383482-0,0440625 5.0-0,0022321 1,5-0,0006696 0,7-0,0003125 0,5 -0,0002232 3,5-0.0015625 0,6 -0,0002678 5,0-0,00223210.0383482-0.0440625 5.0-0.0022321 1.5-0.0006696 0.7-0.0003125 0.5 -0.0002232 3.5-0.0015625 0.6 -0.0002678 5.0-0 , 0022321

250 50 1 8250 50 1 8

100100

12501250

70-0.0312570-0.03125

0.1-0,0000446420.1-0.000044642

200200

10-11-0.1-0.12510-11-0.1-0.125

СпособWay

ИзвестныйFamous

ПредлагаемыйProposed

0,0383482-0,0440625 5,0-0,0022321 1,5-0,0006696 0,7-0,0003125 0,5 -0,0002232 3,5-0,0015625 0,6 -0,0002678 5,0-0,00223210.0383482-0.0440625 5.0-0.0022321 1.5-0.0006696 0.7-0.0003125 0.5 -0.0002232 3.5-0.0015625 0.6 -0.0002678 5 , 0-0.0022321

300 80 10 8 300 80 10 8

10-30 124010-30 1240

96-0,04285714296-0.042857142

0,1-0,0000446420.1-0.000044642

3900039,000

1+3-0,01-0,031 + 3-0.01-0.03

Продолжение таблицыTable continuation