RU2608766C2 - Method for increasing capacity of ammonia plant - Google Patents

Method for increasing capacity of ammonia plant Download PDF

Info

Publication number
RU2608766C2
RU2608766C2 RU2015106809A RU2015106809A RU2608766C2 RU 2608766 C2 RU2608766 C2 RU 2608766C2 RU 2015106809 A RU2015106809 A RU 2015106809A RU 2015106809 A RU2015106809 A RU 2015106809A RU 2608766 C2 RU2608766 C2 RU 2608766C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ammonia
synthesis
reformer
compressor
air
Prior art date
Application number
RU2015106809A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015106809A (en
Inventor
Эрманно Филиппи
Серджо ПАНЦА
Original Assignee
Касале Са
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Касале Са filed Critical Касале Са
Publication of RU2015106809A publication Critical patent/RU2015106809A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2608766C2 publication Critical patent/RU2608766C2/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • 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
    • 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
    • C01B3/38—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 using catalysts
    • C01B3/382—Multi-step processes
    • 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
    • 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
    • C01C1/0417—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst characterised by the synthesis reactor, e.g. arrangement of catalyst beds and heat exchangers in the reactor
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00004—Scale aspects
    • B01J2219/00006—Large-scale industrial plants
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00018—Construction aspects
    • B01J2219/00024—Revamping, retrofitting or modernisation of existing plants
    • 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
    • C01B2203/0205—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
    • C01B2203/0244—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being an autothermal reforming step, e.g. secondary reforming processes
    • 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
    • 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
    • C01B2203/0415—Purification by absorption in liquids
    • 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
    • C01B2203/0435—Catalytic purification
    • C01B2203/0445—Selective methanation
    • 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
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • 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
    • 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
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/142—At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • 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
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/146—At least two purification steps in series
    • C01B2203/147—Three or more purification steps in series
    • 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
    • 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

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to production of ammonia based on reforming hydrocarbons, in particular, to a method of increasing capacity of an ammonia plant. Method comprises increasing amount of hydrogen produced by a reforming section, by replacement of pipes of primary reformer with new pipes having smaller thickness, to increase inner diameter of pipes, and installing an oxygen source for enrichment with oxygen, provided said source, of air fed into secondary reformer, upgrading air compressor by installing new stator and rotor parts, to increase flow rate of air supplied into secondary reformer, while maintaining previous output pressure, as well as upgrading section for removal of CO2, of synthesis gas compressor, drying unit of synthesis gas and ammonia synthesis loop.
EFFECT: higher efficiency of apparatus for producing ammonia.
8 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области получения аммиака на основе риформинга углеводородов. В изобретении раскрывается способ повышения производительности имеющихся установок для получения аммиака.The invention relates to the field of production of ammonia based on hydrocarbon reforming. The invention discloses a method for increasing the productivity of existing ammonia plants.

Уровень техникиState of the art

Для получения аммиака требуется синтез-газ, содержащий водород (Н2) и азот (N2) в подходящем соотношении 3:1. Синтез-газ, пригодный для получения аммиака, также называют "аммиачным синтез-газом".Ammonia requires synthesis gas containing hydrogen (H 2 ) and nitrogen (N 2 ) in an appropriate ratio of 3: 1. Suitable synthesis gas for producing ammonia is also called "ammonia synthesis gas".

Известно получение аммиачного синтез-газа путем риформинга углеводородного (УВ) сырья. Такое УВ сырье обычно представляет необработанный источник водорода и углерода, например метан, природный газ, нафта (первая широкая фракция дистилляции нефти), сжиженный попутный газ или газ нефтепереработки, или их смеси. Обычно сырьем бывает природный газ или метан.It is known to produce ammonia synthesis gas by reforming a hydrocarbon (HC) feed. Such HC raw materials are usually an untreated source of hydrogen and carbon, for example methane, natural gas, naphtha (the first wide fraction of oil distillation), liquefied associated gas or oil gas, or mixtures thereof. Typically, the feed is natural gas or methane.

В широко известной технологии, очищенные от серы углеводороды смешиваются с паром в нужном соотношении, и полученная смесь подается в первичный паровой риформер, в котором большая часть углеводородов в исходном материале конвертируется в смесь моноксида углерода, диоксида углерода и водорода, в процессе прохождения через соответствующий катализатор при умеренных давлениях, в пределах 15-35 бар, и высоких температурах, в интервале от 780 до 820°С.In a well-known technology, sulfur-free hydrocarbons are mixed with steam in the desired ratio, and the resulting mixture is fed to a primary steam reformer in which most of the hydrocarbons in the feed are converted to a mixture of carbon monoxide, carbon dioxide and hydrogen, while passing through an appropriate catalyst at moderate pressures, in the range of 15-35 bar, and high temperatures, in the range from 780 to 820 ° C.

Как известно, эта конверсия происходит с поглощением тепла. Катализатор находится во множестве каталитических труб, нагреваемых снаружи теплотой реакции горения газообразного топлива в воздухе. Давление снаружи трубок обычно близко к атмосферному.As you know, this conversion occurs with the absorption of heat. The catalyst is in a plurality of catalytic tubes heated externally by the heat of combustion of gaseous fuels in air. The pressure outside the tubes is usually close to atmospheric.

Выходящий из первичного риформера газообразный продукт подается во вторичный риформер, обычно содержащий подходящий каталитический слой и лежащее над этим слоем реакционное пространство. Во вторичный риформер также поступает поток воздуха в нужном количестве для подведения азота, необходимого для происходящего далее синтеза аммиака. Этот воздух обычно подается воздушным компрессором, приводимым в действие паровой турбиной или электродвигателем; в качестве альтернативы, в некоторых установках используется воздухоразделительная установка для подачи во вторичный риформер обогащенного воздуха.The gaseous product exiting the primary reformer is fed to the secondary reformer, usually containing a suitable catalytic layer and a reaction space lying above this layer. The secondary reformer also receives the required amount of air to supply the nitrogen necessary for the subsequent synthesis of ammonia. This air is usually supplied by an air compressor driven by a steam turbine or electric motor; alternatively, in some installations an air separation unit is used to supply enriched air to the secondary reformer.

В реакционном пространстве над слоем катализатора происходит реакция кислорода с горючими компонентами газа, получаемого на выходе первичного риформера, после чего смешанный получаемый газ поступает при повышенной температуре в слой катализатора.In the reaction space above the catalyst bed, oxygen reacts with the combustible components of the gas obtained at the outlet of the primary reformer, after which the mixed produced gas enters the catalyst bed at elevated temperature.

В процессе прохождения через катализатор, оставшийся метан реагирует с паром с поглощением тепла, в результате чего температура газа на выходе вторичного риформера обычно составляет примерно 1000°С, а свыше 99% подводимых углеводородов конвертировано в оксиды углерода и водород.During the passage through the catalyst, the remaining methane reacts with steam to absorb heat, as a result of which the gas temperature at the outlet of the secondary reformer is usually about 1000 ° C, and over 99% of the supplied hydrocarbons are converted to carbon oxides and hydrogen.

Конвертированный газ, выходящий из вторичного риформера, далее обычно подвергается обработке в последовательно расположенных далее по технологической цепи устройствах, для удаления оксидов углерода и получения газовой смеси, пригодной для синтеза аммиака (т.е. имеющей молярное отношение H2/N2, близкое к 3:1). Эти устройства включают по меньшей мере конвертеры "сдвига" (конвертеры СО), промывочную колонну СО2 и реактор метанизации.The converted gas coming out of the secondary reformer is then usually processed in devices located sequentially downstream to remove carbon oxides and produce a gas mixture suitable for the synthesis of ammonia (i.e., having a molar ratio of H 2 / N 2 close to 3: 1). These devices include at least shear converters (CO converters), a CO 2 wash column, and a methanization reactor.

Конвертеры "сдвига" обычно содержат высокотемпературный конвертер СО, за которым следует низкотемпературный конвертер СО, в которых большая часть моноксида углерода (СО) конвертированного газа вместе с непрореагировавшим паром каталитически преобразуется в двуокись углерода и дополнительное количество водорода. В промывочной колонне СО2 двуокись углерода удаляется мокрой очисткой газа соответствующим растворителем, например водным раствором амина или углекислого калия, с получением потока газа, содержащего азот и водород в молярном соотношении Н2 к N2 примерно 3:1, и остатками метана, оксидов углерода и азота. В реакторе метанизации, остаточные оксиды углерода каталитически преобразуются в метан, с целью предотвращения отравления находящегося далее по циклу обработки катализатора синтеза аммиака соединениями, содержащими кислород.Shear converters typically contain a high temperature CO converter, followed by a low temperature CO converter, in which most of the carbon monoxide (CO) converted gas, together with unreacted steam, is catalytically converted to carbon dioxide and additional hydrogen. In a CO 2 wash column, carbon dioxide is removed by wet gas purification with an appropriate solvent, for example, an aqueous solution of amine or potassium carbonate, to obtain a gas stream containing nitrogen and hydrogen in a molar ratio of H 2 to N 2 of about 3: 1, and residues of methane, carbon oxides and nitrogen. In a methanization reactor, the residual carbon oxides are catalytically converted to methane in order to prevent poisoning of the ammonia synthesis catalyst, which is further down the processing cycle of the catalyst, with oxygen-containing compounds.

Затем при низком давлении, обычно 15-30 бар, получают синтез-газ для производства аммиака, который далее сжимается до давления контура (цикла) синтеза аммиака, составляющего, как правило, от 80 до 300 бар, обычно примерно 150 бар. Это сжатие выполняется главным компрессором синтез-газа.Then, at low pressure, usually 15-30 bar, synthesis gas is produced for the production of ammonia, which is then compressed to the pressure of the ammonia synthesis loop (cycle), which is usually from 80 to 300 bar, usually about 150 bar. This compression is performed by the main synthesis gas compressor.

Производительность установки для получения аммиака определяется количеством производимого аммиака, либо которое может быть произведено, и измеряется, например, в метрических тоннах в день (мт/д). Производительность соотносится с используемым углеводородным сырьем.The capacity of the ammonia plant is determined by the amount of ammonia produced, or which can be produced, and is measured, for example, in metric tons per day (mt / d). Productivity is related to the hydrocarbon feed used.

В процессе усовершенствования существующей установки для получения аммиака усилия направляются на повышение производительности от существующего уровня до значительно более высокого заданного уровня, при том же или эквивалентном сырье. Однако в существующих установках обычно обнаруживается ряд так называемых "узких мест". Узкие места представляют собой ограничения в существующей установке, не позволяющие достичь заданной производительности. Узким местом может быть, например, производительность какой-либо части установки, или машины, например компрессора. Узкие места сложной системы, однако, не очевидны. В существующих системах модернизация (доработка) выполняется в основном заменой отдельного существующего оборудования на новое, более мощное, и узкие места преодолеваются поочередно, по мере того, как они становятся очевидными. Другими словами, установка сначала модернизируется для устранения первого узкого места, затем вводится в эксплуатацию с увеличенной производительностью, пока не будет обнаружено новое узкое место.In the process of improving the existing ammonia plant, efforts are directed at increasing productivity from the existing level to a much higher predetermined level, with the same or equivalent raw materials. However, a number of so-called bottlenecks are usually found in existing installations. Bottlenecks represent limitations in an existing installation that do not allow achieving the desired performance. The bottleneck could be, for example, the performance of any part of the installation, or a machine, such as a compressor. The bottlenecks of a complex system, however, are not obvious. In existing systems, modernization (refinement) is mainly carried out by replacing individual existing equipment with new, more powerful, and bottlenecks are overcome alternately, as they become apparent. In other words, the installation is first upgraded to eliminate the first bottleneck, then it is put into operation with increased productivity until a new bottleneck is detected.

В большинстве случаев, первичный риформер модернизируется установкой большего числа труб. Подача воздуха во вторичный риформер обычно увеличивается путем установки нового воздушного компрессора параллельно существующему, либо, в некоторых случаях, установкой бустер-компрессора после существующего воздушного компрессора. Такой подход, однако, зачастую требует больших затрат, чем это необходимо, и поэтому неэффективен и неприемлем. Поэтому сохраняется необходимость в поиске подходящего способа повышения производительности установки для получения аммиака.In most cases, the primary reformer is upgraded by installing more pipes. The air supply to the secondary reformer is usually increased by installing a new air compressor parallel to the existing one, or, in some cases, installing a booster compressor after the existing air compressor. Such an approach, however, is often more expensive than necessary, and therefore inefficient and unacceptable. Therefore, there remains a need to find a suitable way to increase plant productivity for ammonia production.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В настоящем изобретении предлагается способ повышения производительности установки для получения аммиака, включающей головную секцию для получения подпиточного синтез-газа и секцию синтеза для конверсии этого подпиточного синтез-газа в аммиак. Секция синтеза включает по меньшей мере конвертер аммиака. Головная секция в основном включает: первичный риформер, содержащий группу трубок, заполненных катализатором; вторичный риформер, в который поступает поток, выходящий из первичного риформера, и поток окислителя; первый компрессор для подачи этого окислителя ко вторичному риформеру; ряд последовательно расположенных устройств для обработки потока, выходящего из вторичного риформера, включающих конвертер окисления СО (реакция сдвига), секцию удаления диоксида углерода и метанизатор; установка осушения синтез-газа; основной компрессор синтез-газа для повышения давления синтез-газа до давления секции синтеза, содержащий некоторое число статоров и роторов.The present invention provides a method for increasing the productivity of a plant for producing ammonia, comprising a head section for producing make-up synthesis gas and a synthesis section for converting this make-up synthesis gas to ammonia. The synthesis section includes at least an ammonia converter. The head section mainly includes: a primary reformer containing a group of tubes filled with a catalyst; a secondary reformer, into which a stream exiting the primary reformer, and an oxidizer stream enter; a first compressor for supplying this oxidizing agent to the secondary reformer; a series of sequentially arranged devices for processing a stream exiting the secondary reformer, including a CO oxidation converter (shear reaction), a carbon dioxide removal section and a methanizer; synthesis gas dehumidification unit; the main synthesis gas compressor to increase the pressure of the synthesis gas to the pressure of the synthesis section, containing a number of stators and rotors.

Способ модернизации (доработки/модификации) описанной установки включает по меньшей мере шаги, описанные в п. 1 приложенной формулы. Первый шаг состоит в повышении производительности секции риформинга. Под производительностью понимается расход потока водорода, который получают или который может быть получен от секции риформинга. Это повышение достигают одним или более из следующих действий:The method of modernization (refinement / modification) of the described installation includes at least the steps described in paragraph 1 of the attached formula. The first step is to increase the productivity of the reforming section. By productivity is meant the flow rate of the hydrogen stream that is produced or which can be obtained from the reforming section. This increase is achieved by one or more of the following:

- заменяют трубы первичного риформера новыми трубами с улучшенным конструкционным материалом, при этом новые трубы имеют тот же наружный диаметр и меньшую толщину, чем существующие, для увеличения внутреннего диаметра труб; и (или)- replace the primary reformer pipes with new pipes with improved structural material, while the new pipes have the same outer diameter and smaller thickness than existing ones to increase the inner diameter of the pipes; and / or

- устанавливают источник кислорода и устройство обогащения кислородом подводимого воздуха, направляемого во вторичный риформер, с подачей кислорода от этого источника.- set the oxygen source and the oxygen enrichment device of the supplied air sent to the secondary reformer, with the oxygen supply from this source.

Другие шаги, согласно изобретению, включают:Other steps according to the invention include:

- модернизацию упомянутого первого компрессора путем установки новых частей статора и ротора так, чтобы модернизированный компрессорный агрегат обеспечивал создание большего расхода воздуха для вторичного риформера при прежнем давлении на выходе;- modernization of the aforementioned first compressor by installing new parts of the stator and rotor so that the upgraded compressor unit provides greater air flow for the secondary reformer at the same outlet pressure;

- модернизацию секции удаления СО2;- modernization of the CO 2 removal section;

- модернизацию компрессора синтез-газа посредством замены, по меньшей мере, роторов этого компрессора и сокращения числа ступеней;- modernization of the synthesis gas compressor by replacing at least the rotors of this compressor and reducing the number of stages;

- усовершенствование блока осушения синтез-газа;- improvement of the synthesis gas drainage unit;

- модернизацию контура синтеза аммиака.- modernization of the ammonia synthesis loop.

Авторами было обнаружено, что описанным способом можно достичь значительного повышения производительности, например, по меньшей мере 40%, при относительно небольшом числе доработок. В частности, в настоящем изобретении предложен путь повышения эффективности в разных секциях установки без необходимости увеличения размера модернизируемого оборудования. В изобретении предлагается комбинация шагов, позволяющих существенно (более чем на 40%) повысить производительность установки.The authors found that the described method can achieve a significant increase in productivity, for example, at least 40%, with a relatively small number of improvements. In particular, the present invention proposes a way to increase efficiency in different sections of the installation without the need to increase the size of the equipment being upgraded. The invention proposes a combination of steps that can significantly (more than 40%) increase the productivity of the installation.

Некоторые предпочтительные варианты выполнения описаны в зависимых пунктах формулы и будут рассмотрены ниже.Some preferred embodiments are described in the dependent claims and will be discussed below.

В некоторых случаях, имеющаяся секция удаления СО2 оборудуется двумя абсорберами и двумя регенераторами. Таким образом, модернизация этой секции удаления СО2, предпочтительно, предполагает, что эти два регенератора должны работать при различном давлении так, что первый генератор работает при первом давлении, а второй генератор работает при втором давлении. Более предпочтительно, чтобы для соединения этих двух регенераторов устанавливался струйный насос.In some cases, the existing CO 2 removal section is equipped with two absorbers and two regenerators. Thus, the modernization of this CO 2 removal section preferably assumes that these two regenerators must operate at different pressures so that the first generator operates at the first pressure and the second generator operates at the second pressure. More preferably, a jet pump is installed to connect the two regenerators.

В других случаях, имеющаяся секция удаления СО2 оборудуется только одним абсорбером и только одним регенератором. Таким образом, модернизация секции удаления СО2, предпочтительно, включает установку одного или более дополнительных ребойлера (-ов) и конденсора (-ов) и внутреннее переоборудование этих абсорбера и регенератора. Согласно другому варианту, упомянутая секция удаления СО2 с одним абсорбером и одним регенератором модифицируется посредством установки новой отпарной колонны низкого давления вместе с внутренним переоборудованием имеющихся абсорбера и регенератора.In other cases, the existing CO 2 removal section is equipped with only one absorber and only one regenerator. Thus, the modernization of the CO 2 removal section preferably includes the installation of one or more additional reboiler (s) and condenser (s) and the internal re-equipment of these absorber and regenerator. According to another embodiment, said CO 2 removal section with one absorber and one regenerator is modified by installing a new low pressure stripper together with internal refitting of the existing absorber and regenerator.

В некоторых вариантах выполнения, блок осушения синтез-газа представляет собой устройство с молекулярным ситом, а усовершенствование этого блока осушения включает использование нового абсорбера с более высокой осушающей способностью, чем у имеющегося абсорбера блока, или установку блока аммиачной промывки, способного удалять кислородосодержащие соединения.In some embodiments, the synthesis gas drying unit is a molecular sieve device, and an improvement of this drying unit includes the use of a new absorber with a higher drying capacity than the existing absorber unit, or the installation of an ammonia washing unit capable of removing oxygen-containing compounds.

Шаг модернизации контура синтеза аммиака, предпочтительно, включает установку либо радиально-осевых, либо радиальных внутрикорпусных частей в имеющийся конвертер этого контура. В других вариантах выполнения, модернизация контура синтеза включает усовершенствование имеющегося конвертера аммиака с использованием любого из следующих технических решений: многослойного катализатора, радиальной или радиально-осевой конструкции, адиабатической или изотермической схем. Эти технические решения более подробно будут рассмотрены в приведенном ниже описании.The step of upgrading the ammonia synthesis loop preferably includes the installation of either radial-axial or radial inner shell parts in an existing converter of this loop. In other embodiments, upgrading the synthesis loop involves upgrading an existing ammonia converter using any of the following technical solutions: a multilayer catalyst, radial or radial-axial design, adiabatic or isothermal designs. These technical solutions will be discussed in more detail in the description below.

В соответствии с другими вариантами выполнения, модернизация контура синтеза аммиака включает использование дополнительного конвертера параллельно или последовательно с существующим. В том случае, если контур синтеза аммиака содержит блок регенерации водорода, модернизация контура синтеза аммиака может включать усовершенствование этого блока регенерации водорода.In accordance with other embodiments, upgrading the ammonia synthesis loop involves using an additional converter in parallel or in series with the existing one. In the event that the ammonia synthesis loop contains a hydrogen recovery unit, upgrading the ammonia synthesis loop may include an improvement to this hydrogen recovery unit.

Производительность вырабатывания водорода головной секцией может быть повышена любым из следующих способов: установкой предварительного риформера перед первичным риформером, либо удлинением радиационного теплообменника первичного риформера, либо использованием воздухоразделительной установки для получения с ее помощью кислорода для обогащения воздуха, подаваемого во вторичный риформер. В некоторых вариантах выполнения, также выполняют замену горелки вторичного риформера. Введение воздухоразделительной установки имеет также и то преимущество, что повышается выработка водорода без реконструкции воздушного компрессора, поскольку воздушный компрессор уже входит в состав воздухоразделительной установки.The production of hydrogen by the head section can be improved by any of the following methods: installing a preliminary reformer in front of the primary reformer, or lengthening the radiation heat exchanger of the primary reformer, or using an air separation unit to produce oxygen to enrich the air supplied to the secondary reformer. In some embodiments, the secondary reformer burner is also replaced. The introduction of an air separation unit also has the advantage of increasing hydrogen production without reconstructing the air compressor, since the air compressor is already part of the air separation unit.

В некоторых вариантах выполнения изобретения снижено отношение "пар/углерод" в головной секции, предпочтительно до величины в интервале 2,7-3,1.In some embodiments, the steam / carbon ratio in the head section is reduced, preferably to a value in the range of 2.7-3.1.

Вспомогательные доработки, затрагивающие, например, теплообменники, сепараторы и другое оборудование, не упоминаются, поскольку имеют незначительное влияние на рост производительности установки для получения аммиака.Ancillary improvements affecting, for example, heat exchangers, separators, and other equipment are not mentioned, since they have a negligible effect on the growth of the ammonia production plant.

В соответствии с другими вариантами выполнения:According to other embodiments:

- также может выполняться модернизация секции конверсии СО;- can also be upgraded section conversion of CO;

- может быть использован водоохладитель, для обеспечения необходимого охлаждения установки для получения аммиака;- a water chiller can be used to provide the necessary cooling for the plant to produce ammonia;

- могут быть реконструированы секции поглощения аммиака, либо установлены новые, для обеспечения требуемой охлаждающей способности установки для получения аммиака.- ammonia absorption sections can be reconstructed, or new ones can be installed to provide the required cooling ability of the ammonia plant.

Далее более подробно рассмотрены признаки и преимущества изобретения, со ссылкой на предпочтительные варианты выполнения и фигуру. Подробное описание осуществления изобретенияFurther, the features and advantages of the invention are described in more detail with reference to preferred embodiments and the figure. Detailed Description of the Invention

На фигуре представлен частный пример схемы установки для получения аммиака. Установка включает головную секцию, вырабатывающую подпиточный газ для контура (цикла) 6 синтеза аммиака. Главными элементами головной секции являются: секция риформинга, включающая первичный риформер 1 и вторичный риформер 2; один или более конвертеров 3 СО, промывочная колонна 4 СО2 и реактор 5 метанизации (конвертер для преобразования оксидов углерода в метан).The figure shows a particular example of a plant setup for producing ammonia. The installation includes a head section that produces make-up gas for the circuit (cycle) 6 of the synthesis of ammonia. The main elements of the head section are: the reforming section, including the primary reformer 1 and the secondary reformer 2; one or more 3 CO converters, a 4 CO 2 wash column, and a methanization reactor 5 (a converter for converting carbon oxides to methane).

Давление подпиточного синтез-газа 42 поднимается посредством главного компрессора 33 синтез-газа до высокого давления контура синтеза. Этот компрессор подает синтез-газ 31 высокого давления в контур 6 синтеза.The pressure of the feed synthesis gas 42 rises through the main compressor 33 of the synthesis gas to a high pressure in the synthesis loop. This compressor supplies high pressure synthesis gas 31 to synthesis circuit 6.

Циркуляция в контуре 6 обеспечивается другим компрессором (не показан), также называемым циркуляционным насосом.Circulation in circuit 6 is provided by another compressor (not shown), also called a circulation pump.

Работа установки, более подробно, происходит следующим образом. В подогревателе 10 выполняется предварительный нагрев до примерно 500°С смеси 9 водяного пара 8 и подходящего углеводородного сырья 7, например природного газа, после чего подогретый газ 11 подвергается каталитической реакции в трубах первичного риформера 1.The operation of the installation, in more detail, is as follows. In the preheater 10, a mixture of water vapor 8 and a suitable hydrocarbon feedstock 7, for example natural gas, is preheated to about 500 ° C., after which the preheated gas 11 undergoes a catalytic reaction in the tubes of the primary reformer 1.

Получаемый газ 13, выходящий из труб первичного риформера 1, далее подвергается окислению во вторичном риформере 2 посредством подводимого воздуха 14. Этот воздух подается соответствующим воздушным компрессором. Вторичный риформер 2 имеет реакционную зону 2b и расположенную под ней каталитическую зону 2а. В верхней реакционной зоне 2b газ 13 вступает в реакцию с кислородом, содержащимся в подводимом воздухе 14. Для проведения реакции, вторичный риформер 2 имеет горелку.The resulting gas 13 exiting the tubes of the primary reformer 1 is then oxidized in the secondary reformer 2 by means of the supplied air 14. This air is supplied by an appropriate air compressor. Secondary reformer 2 has a reaction zone 2b and a catalytic zone 2a located below it. In the upper reaction zone 2b, gas 13 reacts with the oxygen contained in the supply air 14. To carry out the reaction, the secondary reformer 2 has a burner.

Получаемый газ 17, выходящий из вторичного риформера 2, подвергается обработке в конвертерах 3 СО, промывочной колонне 4 углекислого газа и реакторе 5 метанизации, с промежуточным охлаждением газа в теплообменниках 16, 19 и 26, и подогревом в нагревателе 23, стоящим по движению потока после реактора 5 метанизации. Отделение жидкости производится в сепараторах 21, 28.The resulting gas 17 exiting the secondary reformer 2 is processed in CO converters 3, a carbon dioxide wash column 4 and a methanization reactor 5, with intermediate cooling of the gas in heat exchangers 16, 19 and 26, and heated in a heater 23, which is located in the flow direction after 5 methanization reactor. The liquid is separated in the separators 21, 28.

Прямоугольником 40 обозначено удаление воды, находящейся в синтез-газе. Сюда может входить блок осушения, представляющий собой либо блок с молекулярным ситом, селективно поглощающим воду, либо блок аммиачной промывки. Во многих существующих установках часть 40 отсутствует.Rectangle 40 denotes the removal of water in the synthesis gas. This may include a drainage unit, which is either a unit with a molecular sieve selectively absorbing water, or an ammonia washing unit. In many existing installations, part 40 is missing.

Контур 6 может также включать секцию регенерации водорода. Эта секция позволяет восстанавливать обогащенный водородом поток из продувочного газа, забираемого из самого контура. Этот обогащенный водородом поток, предпочтительно, повторно возвращается в контур на всасывающем конце циркуляционного насоса, для сведения к минимуму энергии, необходимой для сжатия.Circuit 6 may also include a hydrogen recovery section. This section allows the recovery of a hydrogen-rich stream from purge gas taken from the circuit itself. This hydrogen enriched stream is preferably recycled back to the circuit at the suction end of the circulation pump to minimize the energy required for compression.

Далее, со ссылкой на предпочтительный вариант выполнения, приводится более подробное описание предложенного в изобретении способа.Next, with reference to a preferred embodiment, a more detailed description of the method of the invention is provided.

Производительность риформингаReforming Performance

Первый шаг изобретения состоит в повышении производительности первичного риформинга, т.е. выработки водорода в первичном риформере 1. Это достигается установкой новых труб с уменьшенной толщиной, при этом число каталитических труб остается неизменным. Новые трубы имеют в целом тот же диаметр, но меньшую толщину, и, вследствие этого, внутренний диаметр больше, чем у имеющихся труб. Предпочтительно, используются трубы с улучшенными металлургическими свойствами, например, вновь устанавливаемыми трубами являются трубы из микролегированных металлов, которые могут надежно работать при требуемых давлении и температуре, несмотря на уменьшенную толщину.The first step of the invention is to increase the performance of primary reforming, i.e. hydrogen production in the primary reformer 1. This is achieved by installing new pipes with a reduced thickness, while the number of catalytic pipes remains unchanged. New pipes have, on the whole, the same diameter but smaller thickness, and, as a result, the inner diameter is larger than that of existing pipes. Preferably, pipes with improved metallurgical properties are used, for example, newly installed pipes are pipes of microalloyed metals that can reliably work at the required pressure and temperature, despite the reduced thickness.

Такой подход отличается от обычной методики модернизации, согласно которой увеличивается число каталитических труб для обеспечения большей производительности. В настоящем изобретении повышается производительность каждой отдельной трубы за счет уменьшения ее толщины, с соответствующим увеличением расхода потока через нее.This approach differs from the usual modernization methodology, according to which the number of catalytic pipes is increased to ensure greater productivity. The present invention increases the productivity of each individual pipe by reducing its thickness, with a corresponding increase in flow rate through it.

Производительность первичного риформера желательно еще повысить посредством снижения соотношения "пар/углерод" (S/C - от англ. Steam/Carbon). Предпочтительно, соотношение "пар/углерод" снижено до величины 2,7÷3,1 (моль/моль). При снижении этого соотношения, большее количество природного газа подвергается паровому преобразованию в водород и оксиды углерода. Заявителем было установлено, что указанное снижение S/C дает выигрыш, несмотря на ухудшение баланса.The performance of the primary reformer is desirable to further increase by reducing the ratio of "steam / carbon" (S / C - from the English Steam / Carbon). Preferably, the vapor / carbon ratio is reduced to 2.7 ÷ 3.1 (mol / mol). By reducing this ratio, a greater amount of natural gas is subjected to steam conversion to hydrogen and carbon oxides. The applicant found that this decrease in S / C gives a gain, despite the deterioration of the balance.

При обычно используемом в уровне техники переоборудовании, соотношение "пар/углерод" оставляют неизменным, либо уменьшают незначительно, чтобы избежать проблем в работе в находящейся далее в цепи обработки секции удаления СО2. В изобретении, как это будет показано ниже, достигается синергический эффект снижения соотношения S/C и работы секции удаления углекислого газа.With the conversion commonly used in the prior art, the steam / carbon ratio is left unchanged or is reduced slightly to avoid problems in operation of the CO 2 removal section located further down the processing circuit. In the invention, as will be shown below, a synergistic effect of reducing the S / C ratio and the operation of the carbon dioxide removal section is achieved.

Источник азотаNitrogen source

Азот обычно поступает с воздухом, подаваемым во вторичный риформер, например, с воздушным потоком 14 на фигуре. Для подачи этого воздуха необходимо использование соответствующего агрегата воздушного компрессора. В соответствии с особенностью изобретения, этот агрегат воздушного компрессора (компрессор и турбина) дорабатывается установкой новых внутрикорпусных устройств (частей ротора и статора). При желании, вторичный риформер 2 оборудуется новой горелкой.Nitrogen typically comes with air supplied to the secondary reformer, for example, with an air stream 14 in the figure. To supply this air, you must use the appropriate unit of the air compressor. In accordance with a feature of the invention, this air compressor unit (compressor and turbine) is being finalized by the installation of new internals (rotor and stator parts). If desired, the secondary reformer 2 is equipped with a new burner.

Как показано на схеме, вторичный риформер 2 имеет горелку в реакционной ступени 2b, обеспечивающую сжигание подводимого газа 13 (от первичного риформера) и воздуха 14. Конструкция новой горелки вторичного риформера, в соответствии с особенностью изобретения, обеспечит снижение перепада давления на воздушной стороне и сдвинет баланс к более высокой концентрации водорода и оксидов углерода.As shown in the diagram, the secondary reformer 2 has a burner in the reaction stage 2b, providing combustion of the feed gas 13 (from the primary reformer) and air 14. The design of the new burner of the secondary reformer, in accordance with a feature of the invention, will reduce the pressure drop on the air side and shift balance to a higher concentration of hydrogen and carbon oxides.

В некоторых вариантах выполнения изобретения, для получения кислорода для обогащения подводимого воздуха 14, направляемого во вторичный риформер 2, используется воздухоразделительная установка (ВРУ). Эта ВРУ может быть использована в качестве источника азота.In some embodiments of the invention, an air separation unit (ASU) is used to produce oxygen to enrich the feed air 14 directed to the secondary reformer 2. This ASU can be used as a source of nitrogen.

Секция удаления диоксида углеродаCarbon dioxide removal section

Другая особенность изобретения состоит в увеличении производительности секции удаления СО2 (элемент 4 на схеме), которая обычно не обеспечивает работы при значительном увеличении производительности.Another feature of the invention is to increase the productivity of the CO 2 removal section (element 4 in the diagram), which usually does not work with a significant increase in productivity.

Необходимые доработки зависят от метода удаления СО2, используемого в модифицируемой установке. Наиболее распространенный метод основан на использовании раствора амина (особенно, активированного метилдиэтиламина МДЭА) или углекислого калия. Секция удаления диоксида углерода включает, в основном, подсекцию поглощения и подсекцию регенерации. Каждая из этих подсекций может иметь одну колонну или несколько колонн, например две колонны.Necessary improvements depend on the method of CO 2 removal used in the modified installation. The most common method is based on the use of an amine solution (especially activated methyldiethylamine MDEA) or potassium carbonate. The carbon dioxide removal section mainly includes absorption subsection and regeneration subsection. Each of these subsections can have one column or several columns, for example two columns.

В некоторых случаях, существующая секция удаления СО2 оборудована двумя абсорберами и двумя регенераторами. В этом случае, согласно особенности изобретения, эти два регенератора должны работать при различном давлении так, что первая ступень работает при первом давлении, а вторая ступень работает при втором, более низком, давлении.In some cases, the existing CO 2 removal section is equipped with two absorbers and two regenerators. In this case, according to a feature of the invention, these two regenerators must operate at different pressures so that the first stage operates at the first pressure, and the second stage operates at the second, lower pressure.

Более предпочтительно, чтобы для соединения этих двух регенераторов устанавливалось соответствующее устройство, например струйный насос. Требуемые модернизации будут сведены к другому соединению труб для обеспечения работы двух регенераторов при разном давлении, и к установке простого оборудования, например струйного насоса, для соединения двух регенераторов в этой секции.More preferably, a suitable device, such as a jet pump, is installed to connect the two regenerators. The required upgrades will be reduced to another pipe connection to ensure the operation of two regenerators at different pressures, and to the installation of simple equipment, such as a jet pump, to connect two regenerators in this section.

В других случаях, имеющаяся секция удаления диоксида углерода оборудуется только одной абсорбционной колонной и только одной регенерационной колонной. Таким образом, модернизация по существу увеличивает поступление тепла в имеющиеся колонны и включает установку дополнительных ребойлеров и конденсоров, и внутреннее переоборудование этих колонн. В этом случае требуются более глубокие доработки, чем в описанном выше варианте выполнения, и, предпочтительно, включают: внутреннее переоборудование колонн для исключения возможного переполнения; повышение производительности регенерационного обогащения; повышение производительности ребойлеров и (или) установку теплообменника "раствор/раствор".In other cases, the existing carbon dioxide removal section is equipped with only one absorption column and only one regeneration column. Thus, modernization essentially increases the heat input to existing columns and includes the installation of additional reboilers and condensers, and the internal re-equipment of these columns. In this case, deeper improvements are required than in the embodiment described above, and preferably include: internal re-equipment of the columns to avoid possible overflow; increasing the productivity of regenerative enrichment; increasing the performance of reboilers and (or) installing a solution / solution heat exchanger.

В другом варианте выполнения установлена отпарная колонна низкого давления. Эта отпарная колонна низкого давления снижает производительность секции ребойлера и секции обогащения.In another embodiment, a low pressure stripper is installed. This low pressure stripper reduces the performance of the reboiler section and the enrichment section.

Следует заметить, что описанное выше изменение рабочего отношения "пар/углерод" (снижение до уровня 2,7÷3,1) имеет важные последствия в отношении расхода энергии на испарение в секции удаления СО2. Действительно, снижение отношения "пар/углерод" (S/C) существенно уменьшает количество используемого тепла, что служило препятствием, в существующих установках, для снижения отношения S/C. В настоящем изобретении, напротив, удельное потребление энергии секции удаления СО2 снижено (другими словами, повышена эффективность секции удаления СО2), что позволяет иметь более низкое отношение S/C, что, как показано выше, имеет преимущество в отношении вырабатывания водорода.It should be noted that the above-described change in the working steam / carbon ratio (reduction to the level of 2.7 ÷ 3.1) has important consequences with respect to the energy consumption for evaporation in the CO 2 removal section. Indeed, reducing the steam / carbon ratio (S / C) significantly reduces the amount of heat used, which has served as an obstacle in existing plants to reduce the S / C ratio. In the present invention, in contrast, the specific energy consumption of the CO 2 removal section is reduced (in other words, the efficiency of the CO 2 removal section is increased), which allows a lower S / C ratio, which, as shown above, has the advantage of generating hydrogen.

Сжатие синтез-газаSynthesis gas compression

Компрессор синтез-газа (элемент 33 в схеме) обычно обладает недостаточной резервной мощностью и поэтому требует модернизации. Компрессор синтез-газа может иметь несколько ступеней и несколько роторов (также называемых рабочими колесами) для каждой ступени, в соответствии со степенью сжатия. В предпочтительных вариантах выполнения, этот компрессор дорабатывается снижением числа роторов (рабочих колес) на ступень; размер новых колес увеличивается по сравнению с прежними колесами, благодаря чему степень сжатия ступеней компрессора снижается, но расход сжатого потока увеличивается. Снижение числа ступеней также приведет к увеличению эффективности компрессора за счет снижения просачивания мимо рабочих колес.The synthesis gas compressor (element 33 in the circuit) usually has insufficient reserve power and therefore requires modernization. A syngas compressor can have several stages and several rotors (also called impellers) for each stage, in accordance with the compression ratio. In preferred embodiments, this compressor is further developed by reducing the number of rotors (impellers) per stage; the size of the new wheels increases compared to the previous wheels, due to which the compression ratio of the compressor stages is reduced, but the flow rate of the compressed stream increases. A reduction in the number of stages will also lead to an increase in compressor efficiency by reducing leakage past the impellers.

Упомянутые выше дополнительные возможности, например снижение отношения S/C и установка новой горелки, также положительно влияют на компрессор синтез-газа.The additional features mentioned above, such as reducing the S / C ratio and installing a new burner, also have a positive effect on the synthesis gas compressor.

Действительно, увеличение производительности обычно вызывает дополнительный перепад давления в головной секции. При этом производительность компрессора синтез-газа снижается из-за большего падения давления в головной секции. В настоящем изобретении эта проблема решена модификацией, при которой давление всасывания компрессора синтез-газа поддерживается почти неизменным. Точнее, снижение отношения "пар/углерод" уменьшает перепад давления в головной секции, поскольку в оборудование головной секции втекает меньше воды и, как следствие, снижается нагрузка на главный компрессор синтез-газа. Установка новой горелки вторичного риформера также может способствовать снижению нагрузки компрессора, поскольку новая горелка будет предназначена для улучшения парового риформинга углеводородов с тем, чтобы снизить удельный расход природного газа (отношение расхода природного газа к вырабатываемому аммиаку).Indeed, an increase in productivity usually causes an additional pressure drop in the head section. In this case, the productivity of the synthesis gas compressor is reduced due to a larger pressure drop in the head section. In the present invention, this problem is solved by a modification in which the suction pressure of the synthesis gas compressor is kept almost constant. More precisely, reducing the steam / carbon ratio reduces the pressure drop in the head section, since less water flows into the head section equipment and, as a result, the load on the main synthesis gas compressor is reduced. Installing a new secondary reformer burner can also help to reduce compressor load, since the new burner will be designed to improve steam reforming of hydrocarbons in order to reduce the specific consumption of natural gas (the ratio of the consumption of natural gas to the generated ammonia).

Установка очистки синтез-газаSyngas purification unit

Для достижения заданной производительности, в дополнение к агрегату компрессора синтез-газа, должно устанавливаться другое устройство (если не было установлено первоначально), а именно блок очищения синтез-газа (прямоугольник 40 на схеме).In order to achieve a given performance, in addition to the synthesis gas compressor unit, another device must be installed (if it was not originally installed), namely the synthesis gas purification unit (box 40 in the diagram).

Это оборудование вводится для удаления воды, содержащейся в синтез-газе, и для подачи реагирующего газа непосредственно в конвертер аммиака. Процедура осушения может быть выполнена посредством аммиачной промывки, при которой синтез-газ промывается жидким аммиаком, либо с использованием молекулярного сита, которое позволяет селективно удалять воду из газового потока.This equipment is introduced to remove the water contained in the synthesis gas and to supply the reacting gas directly to the ammonia converter. The drying procedure can be performed by ammonia washing, in which the synthesis gas is washed with liquid ammonia, or using a molecular sieve, which allows you to selectively remove water from the gas stream.

Если блок осушения с молекулярным ситом уже имеется, тогда первым возможным вариантом, предлагаемым в изобретении, является замена абсорбера в этом блоке осушения на новый, с большей осушающей способностью (замена абсорбирующего слоя на слой другого типа). Другим возможным вариантом, альтернативным замене типа абсорбирующего слоя, является замена имеющейся секции на совершенно новый блок аммиачной промывки.If there is already a molecular sieve drainage unit, then the first possible option proposed in the invention is to replace the absorber in this drainage unit with a new one with a higher drying capacity (replacing the absorbent layer with another type of layer). Another possible alternative to replacing the type of absorbent layer is to replace the existing section with a completely new ammonia rinse unit.

Если нет никакого блока осушения, то вводится новое оборудование, для удаления кислородо-содержащих соединений из синтез-газа. Этим вновь устанавливаемым оборудованием является либо блок осушения синтез-газа на основе молекулярного сита, либо блок аммиачной промывки.If there is no drainage unit, then new equipment is introduced to remove oxygen-containing compounds from the synthesis gas. This newly installed equipment is either a molecular sieve-based synthesis gas dehumidification unit or an ammonia washing unit.

Блоки осушения могут быть введены в промежуточную ступень компрессора синтез-газа, либо на всасывающем конце этого устройства.Dehumidification units can be introduced into the intermediate stage of the synthesis gas compressor, or at the suction end of this device.

Контур синтезаSynthesis loop

Как правило, контур синтеза (элемент 6 на схеме) может выдержать только ограниченное повышение производительности, т.е. не позволяет обрабатывать значительно больший поток подпиточного газа, поступающего от модернизированной головной секции. Ликвидация соответствующего "узкого места" требует модернизации для улучшения рабочих характеристик контура синтеза.As a rule, the synthesis loop (element 6 in the diagram) can withstand only a limited increase in productivity, i.e. does not allow to handle a significantly larger stream of make-up gas coming from the upgraded head section. The elimination of the corresponding bottleneck requires modernization to improve the performance of the synthesis loop.

Основным узким местом для существенного (>40%) повышения производительности является конвертер синтеза аммиака. Если преобразование в конвертере недостаточно, происходит большое увеличение циркуляции в контуре синтеза и связанного с этим рабочего давления; с другой стороны, давление в контуре синтеза не должно превышать расчетного значения.The main bottleneck for a significant (> 40%) increase in productivity is the ammonia synthesis converter. If the conversion in the converter is not enough, there is a large increase in the circulation in the synthesis loop and the associated working pressure; on the other hand, the pressure in the synthesis loop should not exceed the calculated value.

Для устранения недостатков существующего оборудования, в изобретении предлагается модернизация имеющегося конвертера синтеза аммиака либо, в качестве варианта, установка дополнительного конвертера аммиака параллельно или последовательно имеющемуся конвертеру.To address the shortcomings of existing equipment, the invention proposes the modernization of an existing ammonia synthesis converter or, alternatively, the installation of an additional ammonia converter in parallel or in series with an existing converter.

Предпочтительно, модернизация имеющегося конвертера выполняется по адиабатической или изотермической схеме.Preferably, the modernization of the existing converter is carried out according to an adiabatic or isothermal scheme.

Предпочтительно, конвертер, модернизированный по адиабатической схеме, имеет радиальную или радиально-осевую многослойную конструкцию, т.е. имеет несколько слоев катализатора, пересекаемых осевым или радиально-осевым смешанным потоком реагентов. Также используется взаимное охлаждение между слоями катализатора.Advantageously, the adiabatic modernized converter has a radial or radial-axial multilayer structure, i.e. has several catalyst layers intersected by an axial or radial-axial mixed flow of reagents. Mutual cooling between catalyst beds is also used.

Конвертер, модернизированный по изотермической схеме, содержит теплообменник (например, трубы или пластины), погруженные в слой (-ои) катализатора. В этом случае, также удобна однослойная конструкция, поскольку температурой можно управлять по слою катализатора.The isothermally upgraded converter comprises a heat exchanger (e.g. pipes or plates) immersed in the catalyst bed (s). In this case, a single layer construction is also convenient, since the temperature can be controlled over the catalyst bed.

Другие возможности модернизацииOther upgrade options

В некоторых случаях, модернизации подвергаются агрегат приточно-вытяжного вентилятора и (или) агрегат нагнетательного вентилятора. Агрегат приточно-вытяжного вентилятора, в частности, используется для выведения топочных газов из первичного риформера. Агрегат нагнетательного вентилятора используется для подачи, путем нагнетания, воздуха горения в горелки первичного риформера. В обоих случаях, модернизация может касаться как нагнетателя, так и турбины агрегата вентилятора.In some cases, the unit of the supply and exhaust fan and (or) the unit of the blower fan are modernized. The supply and exhaust fan unit, in particular, is used to remove flue gases from the primary reformer. The blower fan assembly is used to supply, by injection, combustion air to the burners of the primary reformer. In both cases, the upgrade may concern both the supercharger and the turbine of the fan assembly.

В соответствии с некоторыми вариантами выполнения, также подвергаются модернизации высокотемпературный и (или) низкотемпературный конвертеры СО. Это уместно в случаях, когда оказывается, что конвертеры СО представляют собой узкое место для повышения нагрузки. Предпочтительным способом модернизации таких конвертеров СО является использование устройств с радиальным или радиально-осевым принципом построения.In accordance with some embodiments, high temperature and / or low temperature CO converters are also being upgraded. This is appropriate in cases where it turns out that CO converters are a bottleneck to increase the load. The preferred way to upgrade such CO converters is to use devices with a radial or radial-axial construction principle.

С тем, чтобы увеличить выработку водорода в головной секции, другим используемым решением является обогащение кислородом воздуха, подаваемого во вторичный риформер. Для осуществления этой модернизации требуется источник кислорода; примером такого источника может служить воздухоразделительная установка, и в данном случае может оказаться, что модернизации имеющегося воздушного компрессора больше не потребуется, поскольку дополнительный воздух подается новым воздушным компрессором, относящимся к агрегату воздухоразделительной установки.In order to increase hydrogen production in the head section, another solution used is oxygen enrichment of the air supplied to the secondary reformer. This upgrade requires an oxygen source; An example of such a source is an air separation unit, and in this case it may turn out that upgrading an existing air compressor is no longer necessary, since additional air is supplied by a new air compressor belonging to the unit of the air separation unit.

Увеличение концентрации кислорода в технологическом воздухе, подаваемом во вторичный риформер, вызовет недостаток азота в синтез-газе, поэтому воздухоразделительная установка также должна подавать азот при необходимом давлении в контур синтеза с тем, чтобы обеспечить работу контура синтеза аммиака с оптимальным отношением водород/азот, равным 3:1.An increase in the oxygen concentration in the process air supplied to the secondary reformer will cause a lack of nitrogen in the synthesis gas, therefore, the air separation unit must also supply nitrogen at the required pressure to the synthesis loop in order to ensure that the ammonia synthesis loop operates with the optimum hydrogen / nitrogen ratio equal to 3: 1.

В некоторых вариантах выполнения, блок регенерации водорода контура синтеза увеличен или модифицирован. Этот блок должен, в основном, отделять водород от других газов с тем, чтобы уменьшить количество инертных составляющих в контуре синтеза. Регенерация водорода может быть выполнена с использованием молекулярного сита или криогенной установки; если производительность этих устройств существенно увеличена, то модернизации конвертера аммиака можно избежать, хотя энергетические характеристики установки для получения аммиака не обязательно улучшаться.In some embodiments, the hydrogen recovery unit of the synthesis loop is enlarged or modified. This unit should mainly separate hydrogen from other gases in order to reduce the amount of inert components in the synthesis loop. Hydrogen regeneration can be performed using a molecular sieve or cryogenic unit; if the productivity of these devices is significantly increased, then upgrading the ammonia converter can be avoided, although the energy characteristics of the ammonia plant are not necessarily improved.

Для установок, где весь вырабатываемый аммиак должен быть охлажден, значительное увеличение производительности требует модернизации агрегата компрессора охладителя с тем, чтобы его рабочие характеристики соответствовали новым требованиям. В качестве альтернативы модернизации этого компрессора, в варианте выполнения изобретения предлагается введение блоков водоохлаждения, например, работающих с бромисто-литиевой холодильной машиной. Для установки, оборудованной секциями аммиачной абсорбции, вместо компрессора хладагента, следует рассмотреть возможность модернизации этих устройств (либо установку дополнительных секций) для обеспечения аммиачной установки необходимыми средствами охлаждения.For plants where all the ammonia produced must be cooled, a significant increase in productivity requires the modernization of the cooler compressor assembly so that its performance meets the new requirements. As an alternative to upgrading this compressor, an embodiment of the invention proposes the introduction of water cooling units, for example, operating with a lithium bromide refrigeration machine. For a plant equipped with ammonia absorption sections, instead of a refrigerant compressor, consider upgrading these devices (or installing additional sections) to provide the ammonia unit with the necessary cooling means.

Настоящее изобретение, в частности, подходит для модернизации российской установки для получения аммиака Государственного института азотной промышленности (ГИАП) и установки компании Toyo Engineering Corp.The present invention, in particular, is suitable for the modernization of the Russian ammonia production facility of the State Institute of Nitrogen Industry (GIAP) and the Toyo Engineering Corp.

Производительность российских установок ГИАП для получения аммиака составляет 1360 мт/д. Эти установки были разработаны по классической схеме с первичным риформером и имели некоторые основные отличия: секция удаления СО2 работает с растворами метилэтиламина (МЭА) или метилдиэтиламина (МДЭА), с высокой степенью карбонизации и использованием оборудования собственной разработки (абсорбер, регенератор); для охлаждения аммиака и в сепарационных ступенях используются абсорбционно-охлаждающие блоки, вместо аммиачного компрессора. В этих блоках используется низкопотенциальное технологическое тепло.The performance of Russian GIAP plants for ammonia production is 1360 mt / d. These units were designed according to the classic scheme of a primary reformer and had some major differences: CO 2 removal section operates with solutions methylethylamine (IEA) or methyldiethylamine (MDEA) with a high degree of carbonization and using proprietary equipment (an absorber, a regenerator); for cooling ammonia and in the separation stages, absorption-cooling units are used instead of an ammonia compressor. These blocks use low-grade process heat.

Российские установки TOYO основаны на классической схеме фирмы Kellogg синтеза аммиака из природного газа и используют две ступени риформеров, две ступени конвертера СО, секцию удаления СО2 (процесс Карсола или Бенфильда), а синтез аммиака производится при 320 кг/см.2 Производительность этих установок составляет 1360 мт/д.Russian TOYO plants are based on the Kellogg classic scheme for the synthesis of ammonia from natural gas and use two stages of reformers, two stages of a CO converter, a CO 2 removal section (Karsol or Benfield process), and ammonia synthesis is performed at 320 kg / cm. 2 The productivity of these plants is 1360 mt / d.

В установках для получения аммиака ГИАП и TOYO используются четырехступенчатый циркуляционный насос синтез-газа для обеспечения работы контура синтеза при избыточном давлении в интервале 200+300 бар.In the plants for the production of GIAP and TOYO ammonia, a four-stage synthesis gas circulation pump is used to ensure the synthesis circuit operates at an overpressure in the range of 200 + 300 bar.

ПримерExample

Следующий пример относится к модернизации российской установки, выполненной по схеме TOYO, упомянутой выше.The following example relates to the modernization of a Russian installation made according to the TOYO scheme mentioned above.

Имеющиеся трубы первичного риформера на основе материала НК-40 с внутренним диаметром 85 мм были заменены на каталитические трубки из микролегированного металла с внутренним диаметром 92 мм. При этом объем катализатора увеличился на 15÷20%. Для сообщения первичному риформеру резервных возможностей отношение "пар/углерод" было снижено с 3,8 до 3,0 моль/моль.The existing primary reformer tubes based on the NK-40 material with an inner diameter of 85 mm were replaced with catalytic tubes made of microalloyed metal with an inner diameter of 92 mm. The volume of the catalyst increased by 15 ÷ 20%. To provide the backup reformer with the primary reformer, the steam / carbon ratio was reduced from 3.8 to 3.0 mol / mol.

Вторичный риформер был модернизирован заменой внутренней горелки новой горелкой, имеющей усеченно-коническую концевую секцию с расходящимся открытым концом (воронкообразным), как это раскрыто в ЕР 1531147. Эта горелка позволяет снизить падение давления технологического воздуха (например, падение давления воздуха снижается на 1 бар) и улучшить распределение газа в слое катализатора для повышения выработки водорода и снижения просачивания метана.The secondary reformer was modernized by replacing the internal burner with a new burner having a truncated-conical end section with a diverging open end (funnel-shaped), as disclosed in EP 1531147. This burner reduces the pressure drop in the process air (for example, the pressure drop drops by 1 bar) and improve gas distribution in the catalyst bed to increase hydrogen production and reduce methane leakage.

Имеющийся воздушный компрессор был модернизирован заменой статорной и роторной частей, что позволяет получить политропный КПД около 81% для компрессорной части низкого давления и примерно 77% для компрессорной части высокого давления, по сравнению с прежними КПД 70% и 65%, соответственно.The existing air compressor was modernized by replacing the stator and rotor parts, which allows obtaining a polytropic efficiency of about 81% for the low-pressure compressor part and about 77% for the high-pressure compressor part, compared to the previous efficiency of 70% and 65%, respectively.

Аналогичные модернизации были проведены и в турбине воздушного компрессора.Similar upgrades were made in the turbine of the air compressor.

Секция удаления СО2, использующая раствор углекислого калия, первоначально имела два абсорбера и два регенератора. Модернизация этой секции достигалась последовательным включением двух регенераторов и их работой при двух различных давлениях, а именно первый регенератор использовался при давлении 1,4 бар абс., а второй регенератор использовался при давлении 2,1 бар абс.The CO 2 removal section using a potassium carbonate solution initially had two absorbers and two regenerators. The modernization of this section was achieved by the sequential inclusion of two regenerators and their operation at two different pressures, namely, the first regenerator was used at a pressure of 1.4 bar abs., And the second regenerator was used at a pressure of 2.1 bar abs.

Влажные пары СО2, выходящие из регенератора низкого давления, сжимаются посредством струйного насоса, с использованием паров, выходящих из колонны высокого давления, в качестве увлекающего потока. Конечное давление на выходе этого струйного насоса составляет 1,55 бар абс.Wet CO 2 vapors exiting the low pressure regenerator are compressed by means of a jet pump using vapors exiting the high pressure column as entrainment flow. The final outlet pressure of this jet pump is 1.55 bar abs.

Удельное потребление энергии секции удаления СО2 снижено с 950 ккал до 700 ккал на каждый нм3 (нормальный кубометр, т.е. измеренный в нормальных условиях) СО2.The specific energy consumption of the CO 2 removal section was reduced from 950 kcal to 700 kcal for each nm 3 (normal cubic meter, i.e. measured under normal conditions) of CO 2 .

Установка уже оборудована с блоком осушения синтез-газа. Для обеспечения возможности увеличения производительности этой секции на 40%, старое молекулярное сито было заменено на Z4-01, поставляемое компанией Zeochem, имеющее большую влагопоглощающую способность, при этом никаких изменений конструкции блока не потребовалось.The installation is already equipped with a synthesis gas drainage unit. To provide a 40% increase in the capacity of this section, the old molecular sieve was replaced with Z4-01, supplied by Zeochem, which has a large moisture absorption capacity, without any structural changes being required.

Компрессор синтез-газа и соответствующая турбина были модернизированы посредством замены частей статора и ротора. В частности, модернизация компрессора осуществлялась установкой меньшего числа рабочих колес в каждой ступени компрессора. С другой стороны, эти рабочие колеса позволяли получить более высокий политропный коэффициент полезного действия компрессора. Уменьшенное число рабочих колес ступени снижает давление на выходе компрессора и уменьшает внутреннее просачивание/утечку между рабочими колесами (чем меньше колес, тем меньше утечка между ними).The synthesis gas compressor and associated turbine have been upgraded by replacing the stator and rotor parts. In particular, compressor modernization was carried out by installing fewer impellers in each compressor stage. On the other hand, these impellers made it possible to obtain a higher polytropic efficiency of the compressor. A reduced number of stage impellers reduces the pressure at the compressor outlet and reduces internal leakage / leakage between the impellers (the fewer the wheels, the less leakage between them).

После модернизации, политропный КПД компрессорной части низкого давления составляет примерно 80%, компрессорной части высокого давления -76%, а политропный КПД циркуляционной части составляет примерно 78%. Прежний средний политропный КПД был менее 70%.After modernization, the polytropic efficiency of the low-pressure compressor part is about 80%, the high-pressure compressor part is -76%, and the polytropic efficiency of the circulation part is about 78%. The former average polytropic efficiency was less than 70%.

Контур синтеза, исходно имевший два осевых адиабатических аммиачных конвертера, был переоборудован посредством замены внутрикорпусных частей в обоих реакторах. Реакторы с новыми внутренними частями работают с радиально-осевым потоком, что улучшает процесс конверсии аммиака в реакторе и снижает перепад давления на конвертере. Рабочее давление контура (на выходе циркуляционного насоса) составляет 240 бар абс. (первоначально рабочее давление контура приближалось к 300 бар), а средняя концентрация аммиака в синтез-газе после конвертеров составляет 16,4 молярных процента. Перепад давления на конвертерах составляет менее 5 бар.The synthesis loop, which initially had two axial adiabatic ammonia converters, was refitted by replacing the internals in both reactors. Reactors with new internal parts operate with a radial-axial flow, which improves the process of ammonia conversion in the reactor and reduces the pressure drop across the converter. The working pressure of the circuit (at the outlet of the circulation pump) is 240 bar abs. (initially, the working pressure of the circuit was close to 300 bar), and the average concentration of ammonia in the synthesis gas after the converters is 16.4 molar percent. The pressure drop across the converters is less than 5 bar.

После модернизации производительность установки составляет около 2000 мт/д.After the upgrade, the plant's capacity is about 2000 mt / d.

Claims (28)

1. Способ увеличения производительности установки для получения аммиака, имеющей головную секцию для вырабатывания подпиточного синтез-газа и секцию (6) синтеза для конвертирования подпиточного синтез-газа в аммиак, при этом1. A method of increasing the productivity of a plant for producing ammonia, having a head section for generating makeup syngas and a synthesis section (6) for converting makeup syngas into ammonia, wherein головная секция включает:head section includes: первичный риформер (1), содержащий группу труб, заполненных катализатором;a primary reformer (1) containing a group of pipes filled with a catalyst; вторичный риформер (2), в который поступает выходной поток первичного риформера и поток воздуха (14);secondary reformer (2), which receives the output stream of the primary reformer and the air stream (14); воздушный компрессор, обеспечивающий подачу воздуха (14) во вторичный риформер;an air compressor supplying air (14) to the secondary reformer; последовательно соединенные устройства для обработки потока с выхода вторичного риформера, включающие по меньшей мере конвертер (3) сдвига СО, секцию (4) удаления диоксида углерода (СО2) и метанизатор (5);sequentially connected devices for processing the stream from the output of the secondary reformer, including at least a CO shift converter (3), a carbon dioxide (CO 2 ) removal section (4) and a methanizer (5); блок осушения синтез-газа;synthesis gas drainage unit; главный компрессор (33) синтез-газа для повышения давления синтез-газа до уровня давления в секции синтеза, содержащий заданное количество статоров и роторов;a synthesis gas main compressor (33) for increasing the pressure of the synthesis gas to a pressure level in the synthesis section containing a predetermined number of stators and rotors; при этом секция синтеза включает конвертер аммиака,wherein the synthesis section includes an ammonia converter, и при осуществлении способа:and when implementing the method: обеспечивают увеличение количества водорода, который вырабатывается или может вырабатываться секцией риформинга, посредством:provide an increase in the amount of hydrogen that is generated or can be generated by the reforming section, by: замены труб первичного риформера новыми трубами, имеющими по существу тот же наружный диаметр, но меньшую толщину, чем прежние, для увеличения внутреннего диаметра труб; и (или)replacing the primary reformer tubes with new tubes having substantially the same outer diameter but less thickness than the previous ones to increase the inner diameter of the tubes; and / or установки источника кислорода для обогащения кислородом, поставляемым этим источником, воздуха, подаваемого на вторичный риформер;installation of an oxygen source for enrichment with oxygen supplied by this source, air supplied to the secondary reformer; модернизируют (модифицируют) воздушный компрессор посредством установки новых статорных и роторных частей так, что модернизированный компрессорный агрегат обеспечивает увеличение расхода воздуха, подаваемого во вторичный риформер, при сохранении прежнего выходного давления;upgrade (modify) the air compressor by installing new stator and rotor parts so that the upgraded compressor unit provides an increase in the air flow supplied to the secondary reformer, while maintaining the same output pressure; модернизируют секцию удаления СО2;upgrade the CO 2 removal section; модернизируют компрессор синтез-газа посредством замены, по меньшей мере, роторов этого компрессора и сокращения числа ступеней;upgrade the synthesis gas compressor by replacing at least the rotors of this compressor and reducing the number of stages; модернизируют блок осушения синтез-газа;modernize the synthesis gas drainage unit; модернизируют контур синтеза аммиака,modernize the synthesis of ammonia, причем модернизацию секции удаления СО2 осуществляют посредством оборудования ее двумя абсорберами и двумя регенераторами и обеспечения работы регенераторов при различном давлении так, что первый генератор работает при первом давлении, а второй генератор работает при втором давлении, либо посредством оборудования ее одним абсорбером и одним регенератором и установки одного или более дополнительных ребойлеров и конденсоров и внутреннего переоборудования абсорбера и регенератора, либо посредством оборудования ее одним абсорбером и одним регенератором и установки новой отпарной колонны низкого давления и внутреннего переоборудования абсорбера и регенератора;moreover, the modernization of the CO 2 removal section is carried out by equipping it with two absorbers and two regenerators and ensuring the operation of the regenerators at different pressures so that the first generator operates at the first pressure and the second generator operates at the second pressure, or by equipping it with one absorber and one regenerator and installing one or more additional reboilers and condensers and internal conversion of the absorber and regenerator, or by equipping it with one absorber and ne regenerator and install new stripping the low pressure column and internal conversion absorber and regenerator; модернизацию блока осушения синтез-газа осуществляют посредством использования устройства с молекулярным ситом с новым абсорбером с более высокой осушающей способностью по сравнению с имеющимся абсорбентом, либо посредством установки блока аммиачной промывки, обеспечивающего удаление кислородосодержащих соединений;the synthesis gas dehumidification unit is upgraded by using a molecular sieve device with a new absorber with a higher drying capacity compared to the existing absorbent, or by installing an ammonia washing unit that removes oxygen-containing compounds; а модернизацию контура синтеза аммиака осуществляют посредством установки радиально-осевых или радиальных внутренних частей в имеющийся конвертер контура, либо посредством применения в конвертере нескольких слоев катализатора или радиальной или радиально-осевой конструкции, или адиабатической или изотермической схемы, либо посредством установки дополнительного конвертера параллельно или последовательно с имеющимся конвертером.and the modernization of the ammonia synthesis loop is carried out by installing radial-axial or radial internal parts in an existing loop converter, either by using several catalyst layers in the converter or a radial or radial-axial structure, or by an adiabatic or isothermal circuit, or by installing an additional converter in parallel or in series with the available converter. 2. Способ по п. 1, в котором для соединения двух регенераторов устанавливают струйный насос.2. The method according to p. 1, in which to connect the two regenerators install a jet pump. 3. Способ по п. 1, в котором контур синтеза аммиака включает блок регенерации водорода, который модифицируют при модернизации контура синтеза аммиака.3. The method according to p. 1, in which the ammonia synthesis circuit includes a hydrogen regeneration unit, which is modified during the modernization of the ammonia synthesis circuit. 4. Способ по п. 1, в котором выработку водорода повышают за счет установки предварительного риформера перед первичным риформером либо удлинением радиационного теплообменника первичного риформера.4. The method according to p. 1, in which the production of hydrogen is increased by installing a pre-reformer before the primary reformer or by lengthening the radiation heat exchanger of the primary reformer. 5. Способ по п. 1, в котором выработку водорода в головной секции увеличивают за счет монтажа воздухоразделительной установки для обогащения кислородом, поставляемым этой установкой, воздуха, подаваемого на вторичный риформер.5. The method according to p. 1, in which the production of hydrogen in the head section is increased due to the installation of an air separation unit for enrichment with oxygen supplied by this unit, the air supplied to the secondary reformer. 6. Способ по п. 1, в котором осуществляют замену горелки вторичного риформера.6. The method of claim 1, wherein the secondary reformer burner is replaced. 7. Способ по п. 1, в котором обеспечивают снижение отношения "пар/углерод" в головной секции, предпочтительно, до величины в интервале от 2,7 до 3,1.7. The method of claim 1, wherein the vapor / carbon ratio in the head section is reduced, preferably to a value in the range of 2.7 to 3.1. 8. Способ по п. 1, в котором производительность установки увеличивают по меньшей мере на 40% по сравнению с прежней производительностью.8. The method according to p. 1, in which the productivity of the installation is increased by at least 40% compared with the previous performance.
RU2015106809A 2012-07-31 2012-07-31 Method for increasing capacity of ammonia plant RU2608766C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2012/064938 WO2014019610A1 (en) 2012-07-31 2012-07-31 A method for increasing the capacity of an ammonia plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015106809A RU2015106809A (en) 2016-09-20
RU2608766C2 true RU2608766C2 (en) 2017-01-24

Family

ID=46682805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015106809A RU2608766C2 (en) 2012-07-31 2012-07-31 Method for increasing capacity of ammonia plant

Country Status (3)

Country Link
RU (1) RU2608766C2 (en)
UA (1) UA115245C2 (en)
WO (1) WO2014019610A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2930141A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-14 Casale Sa A method for revamping a front-end of an ammonia plant
GB201603298D0 (en) * 2016-02-25 2016-04-13 Johnson Matthey Plc Process
IT201800000620A1 (en) * 2018-01-08 2019-07-08 Nuovo Pignone Tecnologie Srl AMMONIA PRODUCTION PLANT
GB201807759D0 (en) * 2018-05-14 2018-06-27 Johnson Matthey Plc Process
CN109574038A (en) * 2018-12-09 2019-04-05 陈良明 It is adapted to the syngas for synthetic ammonia compression method and system of small-sized nitrogenous fertilizer station-service
EP4105170A1 (en) 2021-06-18 2022-12-21 Technip Energies France Process and plant for flexible production of syngas from hydrocarbons

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2385289C2 (en) * 2003-11-06 2010-03-27 Казале Кемикэлз С.А. Reactor and method of secondary catalytic reforming
EP2284125A1 (en) * 2009-08-13 2011-02-16 Ammonia Casale S.A. Process for revamping an ammonia plant with nitrogen-based washing of a purge stream
EP2404869A1 (en) * 2010-07-06 2012-01-11 Ammonia Casale S.A. Process for producing ammonia synthesis gas

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2022754A1 (en) * 2007-08-08 2009-02-11 Ammonia Casale S.A. Process for producing ammonia synthesis gas

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2385289C2 (en) * 2003-11-06 2010-03-27 Казале Кемикэлз С.А. Reactor and method of secondary catalytic reforming
EP2284125A1 (en) * 2009-08-13 2011-02-16 Ammonia Casale S.A. Process for revamping an ammonia plant with nitrogen-based washing of a purge stream
EP2404869A1 (en) * 2010-07-06 2012-01-11 Ammonia Casale S.A. Process for producing ammonia synthesis gas

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014019610A1 (en) 2014-02-06
UA115245C2 (en) 2017-10-10
RU2015106809A (en) 2016-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2479484C2 (en) Method of producing synthesis gas for ammonia synthesis
RU2478564C2 (en) Method of producing synthesis gas for ammonia synthesis
RU2250894C2 (en) Method (alternatives) of methanol production installation upgrading; method of production of hydrogen and a product chosen from a group of acetic acid derivatives
RU2608766C2 (en) Method for increasing capacity of ammonia plant
RU2749600C2 (en) Method and unit for synthesis of nitric acid, method for improvement
US4296085A (en) Process for the production of ammonia and the corresponding synthesis gas
JP4053103B2 (en) Ammonia production using concentrated air reforming and nitrogen input to synthesis loop
US6531630B2 (en) Bimodal acetic acid manufacture
CN102471193B (en) For the production of equipment and the method for methyl alcohol
KR102027913B1 (en) Co-production of methanol and urea
CN100526273C (en) Method for integral production of liquid ammonia and methanol and/or dimethyl ether by using coke oven gas as raw material
NO312026B1 (en) Integrated process and integrated plant for the production of methanol and ammonia
CN101830775A (en) Co-production of methanol and ammonia
JP2001507017A (en) Methanol production method and plant
RU2519940C2 (en) Methanol synthesis method
CN103025649A (en) Producing ammonia using ultrapure, high pressure hydrogen
RU2706059C2 (en) Ammonia production method
KR20130090397A (en) Co-production of methanol and ammonia
RU2510883C2 (en) Method of obtaining synthesis-gas for ammonia production
GB2574117A (en) Process for synthesising methanol
US6274096B1 (en) Methanol plant retrofit
CN102746870B (en) FT synthesis technology
RU2252209C1 (en) Method for methanol production (variants)
RU2709866C2 (en) Method of producing synthesis gas by hydrocarbon reforming involving extraction of carbon dioxide at high pressure
US6781014B1 (en) Methanol plant retrofit for manufacture of acetic acid