RU2808330C1 - Method for producing low-carbon ammonia from natural gas decarbonized ammonia-2500 - Google Patents

Method for producing low-carbon ammonia from natural gas decarbonized ammonia-2500 Download PDF

Info

Publication number
RU2808330C1
RU2808330C1 RU2023122587A RU2023122587A RU2808330C1 RU 2808330 C1 RU2808330 C1 RU 2808330C1 RU 2023122587 A RU2023122587 A RU 2023122587A RU 2023122587 A RU2023122587 A RU 2023122587A RU 2808330 C1 RU2808330 C1 RU 2808330C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ammonia
gas
synthesis
steam
sent
Prior art date
Application number
RU2023122587A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Юрьевич Углов
Станислав Александрович Никулин
Сергей Владимирович Руденко
Дмитрий Николаевич Седавных
Владимир Николаевич Лепский
Анна Александровна Дурова
Алексей Рафаильевич Ахметшин
Игорь Александрович Шляпин
Original Assignee
Публичное акционерное общество "НОВАТЭК"
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "НОВАТЭК" filed Critical Публичное акционерное общество "НОВАТЭК"
Application granted granted Critical
Publication of RU2808330C1 publication Critical patent/RU2808330C1/en

Links

Abstract

FIELD: synthesis.
SUBSTANCE: methods for producing low-carbon ammonia by converting natural gas into synthesis gas containing hydrogen and nitrogen, followed by catalytic synthesis of ammonia at high pressure. Natural gas and steam are heated and subjected to primary reforming. The resulting converted gas is subjected to secondary reforming using a steam-air-oxygen mixture, after which the resulting converted gas is sent for carbon monoxide conversion. The resulting synthesis gas is purified from carbon dioxide. Then the purified synthesis gas is methanated, followed by the synthesis and separation of ammonia, which is removed as the finished product. The purge gas, after releasing ammonia, is used as fuel to heat natural gas and steam. In this case, after methanation, the synthesis gas is compressed and sent for ammonia synthesis. After the release of ammonia, the pressure of the purge gas is reduced by expanding it, and the release of ammonia is carried out using a coolant cooled as a result of expansion of the purge gas. The ammonia condensed from the purge gas during its expansion is removed as a finished product.
EFFECT: use of the entire volume of synthesis gas on the production line for the synthesis of ammonia and self-sufficiency of the ammonia separation stage by chill.
5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологиям получения низкоуглеродного аммиака путём конверсии природного газа в синтез-газ, содержащий водород и азот, с последующим каталитическим синтезом аммиака при высоком давлении.The invention relates to technologies for producing low-carbon ammonia by converting natural gas into synthesis gas containing hydrogen and nitrogen, followed by catalytic synthesis of ammonia at high pressure.

Способ производства аммиака из природного газа обычного типа включает стадию конверсии природного газа в синтез-газ, содержащий водород и азот, и стадию синтеза аммиака, на которой указанный синтез-газ вступает в реакцию при высоком давлении с образованием аммиака.A method for producing ammonia from conventional natural gas includes a step of converting natural gas into a synthesis gas containing hydrogen and nitrogen, and an ammonia synthesis step in which said synthesis gas is reacted at high pressure to produce ammonia.

На стадии конверсии природный газ направляют на подготовку, где получают газ, очищенный от нежелательных примесей. Далее, подготовленный природный газ направляют на стадию риформинга, где получают конвертированный газ, в основном содержащий азот, водород, монооксид углерода СО и диоксид углерода СО2. Затем, синтез-газ направляют на стадию конверсии СО, где монооксид углерода окисляется до диоксида углерода СО2. Из полученной газовой смеси удаляют диоксид углерода СО2 и направляют синтез-газ на финальную стадию очистки – метанирование.At the conversion stage, natural gas is sent to treatment, where gas is obtained that is purified from undesirable impurities. Next, the prepared natural gas is sent to the reforming stage, where a converted gas is obtained, mainly containing nitrogen, hydrogen, carbon monoxide CO and carbon dioxide CO 2 . Then, the synthesis gas is sent to the CO conversion stage, where carbon monoxide is oxidized to carbon dioxide CO 2 . Carbon dioxide CO 2 is removed from the resulting gas mixture and the synthesis gas is sent to the final stage of purification - methanation.

На стадии синтеза аммиака синтез-газ компримируют и направляют на стадию синтеза, где получают конвертированный синтез-газ, в основном содержащий аммиак, азот и водород. Полученную смесь направляют на стадию выделения аммиака. At the ammonia synthesis stage, the synthesis gas is compressed and sent to the synthesis stage, where a converted synthesis gas is obtained, mainly containing ammonia, nitrogen and hydrogen. The resulting mixture is sent to the ammonia separation stage.

При использовании способа производства аммиака из природного газа обычного типа наиболее распространён способ риформинга, который проходит в два этапа: предварительная паровая конверсия (первичный риформинг) и вторичная конверсия образовавшегося газа с добавлением паро-кислородной или паро-воздушно-кислородной смеси (вторичный риформинг). В этом способе тепло, необходимое для реакции первичного риформинга, получают путём сжигания части природного газа в печи риформинга. При этом предусмотрено использование огневого подогревателя для нагрева технологических сред и/или генерации пара высокого давления для собственных нужд установки производства аммиака. When using a method for producing ammonia from conventional natural gas, the most common method is reforming, which takes place in two stages: preliminary steam reforming (primary reforming) and secondary conversion of the resulting gas with the addition of steam-oxygen or steam-air-oxygen mixture (secondary reforming). In this method, the heat required for the primary reforming reaction is obtained by burning a portion of the natural gas in a reformer. In this case, the use of a fire heater is provided for heating process media and/or generating high-pressure steam for the own needs of an ammonia production plant.

Вышеописанные печи и огневые подогреватели в составе установок производства аммиака из природного газа обычного типа являются источником выбросов углекислого газа (СО2) в атмосферу из-за использования в качестве топлива природного газа.The above described furnaces and fire heaters as part of conventional ammonia production plants from natural gas are a source of carbon dioxide (CO 2 ) emissions into the atmosphere due to the use of natural gas as fuel.

Известен способ получения аммиака из природного газа, включающий компримирование, подогрев и очистку природного газа от соединений серы, двухступенчатую каталитическую конверсию метана под давлением, в том числе паровую конверсию в первой ступени и паровоздушную конверсию во второй ступени, с использованием тепла газа, конвертированного во второй ступени, а также дополнительно сжигаемых на горелке части природного газа, продувочных и танковых газов для проведения конверсии в первой ступени процесса конверсии, каталитическую конверсию содержащегося в конвертированном газе оксида углерода с получением азотоводородной смеси, очистку ее от диоксида углерода, очистку от кислородсодержащих соединений путем метанирования, компримирование очищенной азотоводородной смеси, синтез аммиака в замкнутом цикле и выделение полученного аммиака с последующей выдачей его потребителю, а также утилизацию тепла дымовых газов и их выделение в окружающую среду (RU 2445262 C1, опуб. 20.03.2012).There is a known method for producing ammonia from natural gas, including compression, heating and purification of natural gas from sulfur compounds, two-stage catalytic conversion of methane under pressure, including steam reforming in the first stage and steam-air conversion in the second stage, using the heat of the gas converted into the second stage, as well as additional parts of natural gas, purge and tank gases burned on the burner to carry out conversion in the first stage of the conversion process, catalytic conversion of carbon monoxide contained in the converted gas to produce a nitrogen-hydrogen mixture, purifying it from carbon dioxide, purifying it from oxygen-containing compounds by methanation , compression of a purified nitrogen-hydrogen mixture, synthesis of ammonia in a closed cycle and separation of the resulting ammonia with its subsequent distribution to the consumer, as well as recovery of heat from flue gases and their release into the environment (RU 2445262 C1, pub. 03.20.2012).

Недостатком способа является использование тепла сжигаемого на горелке природного газа, являющееся причиной выброса углекислого газа в атмосферу.The disadvantage of this method is the use of heat from natural gas burned on a burner, which causes the release of carbon dioxide into the atmosphere.

Наиболее близким к предложенному является способ получения аммиака из природного газа, отличающийся низким уровнем выбросов СО2 в атмосферу, который заключается в том, что природный газ и пар нагревают в печи (ВСП) и в аппаратах подготовительного (первичного) риформинга (ПДР) и автотермического (вторичного) риформинга (АТР) превращают в синтез-газ, содержащий Н2, СО и СО2; АТР работает с использованием потока воздуха, обогащенного кислородом, или кислорода; синтез-газ подвергают конверсии в секции реакции конверсии (РКВ) и затем удаляют СО2 в секции декарбонизации (ДКБ) с получением обедненного синтез-газа; часть обедненного синтез-газа используют в качестве топлива в печи ВСП; оставшуюся часть обедненного диоксидом углерода синтез-газа обрабатывают в аппарате для метанирования (МЕТ); выходящий из секции разделения воздуха (РВЗ) азот добавляют в выходящий из МЕТ фракции синтез-газа и направляют в секцию синтеза аммиака (СИН), в которой получают аммиак и продувочный газ; из продувочного газа извлекают водород (ИЗВ) и добавляют его в поток азота и синтез-газа перед подачей в СИН; отходящий газ, полученный в ИЗВ, добавляют к части потока обедненного диоксидом углерода синтез-газа, направляемого в качестве топлива в ВСП; в секции РВЗ получают также поток воздуха, обогащенного кислородом, или кислорода, который используют в АТР (RU 2759379 C2, опуб. 12.11.2021).The closest to the proposed method is the method of producing ammonia from natural gas, characterized by a low level of CO 2 emissions into the atmosphere, which consists in the fact that natural gas and steam are heated in a furnace (VSP) and in preparatory (primary) reforming (PRR) and autothermal (secondary) reforming (ATR) is converted into synthesis gas containing H 2 , CO and CO 2 ; APR operates using a stream of oxygen-enriched air, or oxygen; the synthesis gas is converted in a conversion reaction section (RCS) and then CO 2 is removed in a decarbonization section (DCS) to obtain lean synthesis gas; part of the depleted synthesis gas is used as fuel in the VSP furnace; the remainder of the carbon dioxide-depleted synthesis gas is treated in a methanation apparatus (MET); the nitrogen exiting the air separation section (ARS) is added to the synthesis gas fraction exiting the MET and sent to the ammonia synthesis section (ASS), in which ammonia and purge gas are produced; Hydrogen is extracted from the purge gas (HIP) and added to the nitrogen and synthesis gas stream before being fed into the INS; the off-gas produced in the IRP is added to a portion of the carbon dioxide-depleted synthesis gas stream sent as fuel to the IRP; in the RVZ section they also receive a flow of oxygen-enriched air, or oxygen, which is used in the APR (RU 2759379 C2, pub. 11/12/2021).

В этом способе природный газ не используется в качестве топлива, поэтому способ характеризуется низким уровнем выбросов углекислого газа в атмосферу.In this method, natural gas is not used as fuel, so the method is characterized by a low level of carbon dioxide emissions into the atmosphere.

Известный способ имеет следующие недостатки. Часть синтез-газа, который может быть направлен на стадию синтеза аммиака с целью увеличения выхода товарного продукта, направляется на сжигание в качестве топлива. Кроме того, потенциальную энергию давления потока продувочного газа, также направляемого на сжигание в качестве топлива, не используют для производства холода, электроэнергии. Кроме того, производство обеспечивается водой, необходимой для проведения процесса, только из внешних источников.The known method has the following disadvantages. Part of the synthesis gas, which can be sent to the ammonia synthesis stage in order to increase the yield of a commercial product, is sent for combustion as fuel. In addition, the potential energy of the pressure of the purge gas flow, also sent for combustion as fuel, is not used to produce cold and electricity. In addition, production is provided with the water necessary for the process only from external sources.

Технической проблемой, решаемой предлагаемым способом, является повышение общей эффективности способа получения низкоуглеродного аммиака. The technical problem solved by the proposed method is to increase the overall efficiency of the method for producing low-carbon ammonia.

Технический результат, достигаемый при использовании предложенного способа, заключается в обеспечении возможности использования всего объема синтез-газа на технологической линии для синтеза аммиака и самообеспечении стадии выделения аммиака холодом.The technical result achieved when using the proposed method is to ensure the possibility of using the entire volume of synthesis gas on the production line for the synthesis of ammonia and self-sufficiency of the stage of ammonia separation by cold.

Технический результат достигается способом получения аммиака, который заключается в том, что природный газ и водяной пар нагревают и подвергают первичному риформингу, полученный конвертированный газ подвергают вторичному риформингу с использованием паро-воздушно-кислородной смеси, после которого полученный конвертированный газ направляют на конверсию оксида углерода, полученный синтез-газ подвергают очистке от диоксида углерода, затем проводят метанирование очищенного синтез-газа, после чего проводят синтез и выделение аммиака, который отводят в качестве готового продукта, а продувочный газ после выделения аммиака используют в качестве топлива для нагрева природного газа и водяного пара, при этом согласно изобретению, после метанирования синтез-газ компримируют и направляют на синтез аммиака, после выделения аммиака снижают давление продувочного газа путем его расширения, выделение аммиака осуществляют с использованием теплоносителя, охлажденного в результате расширения продувочного газа, а сконденсированный из продувочного газа при его расширении аммиак отводят в качестве готового продукта.The technical result is achieved by a method for producing ammonia, which consists in the fact that natural gas and water steam are heated and subjected to primary reforming, the resulting converted gas is subjected to secondary reforming using a steam-air-oxygen mixture, after which the resulting converted gas is sent for the conversion of carbon monoxide, the resulting synthesis gas is purified from carbon dioxide, then methanation of the purified synthesis gas is carried out, after which ammonia is synthesized and isolated, which is removed as a finished product, and the purge gas after ammonia is separated is used as fuel for heating natural gas and water steam , according to the invention, after methanation, the synthesis gas is compressed and sent for ammonia synthesis, after ammonia is separated, the pressure of the purge gas is reduced by expanding it, ammonia is separated using a coolant cooled as a result of the expansion of the purge gas, and condensed from the purge gas when it expansion, ammonia is removed as a finished product.

Кроме того, часть продувочного газа целесообразно направить в качестве рецикла на компримирование и на последующую подачу на синтез аммиака вместе с синтез-газом. In addition, it is advisable to send part of the purge gas as recycle for compression and subsequent supply to ammonia synthesis along with synthesis gas.

Также целесообразно первичный риформинг проводить с использованием тепла конвертированного газа после вторичного риформинга. It is also advisable to carry out primary reforming using the heat of the converted gas after secondary reforming.

Кроме того, из дымовых газов, полученных при сжигании топлива при нагреве природного газа и водяного пара, выделяют конденсат, который направляют на генерацию водяного пара, которую проводят с использованием тепла конвертированного газа после вторичного риформинга, а полученный водяной пар используют при проведении первичного риформинга и для получения паро-воздушно-кислородной смеси для вторичного риформинга.In addition, condensate is separated from the flue gases obtained by burning fuel by heating natural gas and water steam, which is sent to generate water steam, which is carried out using the heat of the converted gas after secondary reforming, and the resulting water steam is used during primary reforming and to obtain a steam-air-oxygen mixture for secondary reforming.

Кроме того, продувочный газ после выделения аммиака и снижения давления целесообразно использовать также в качестве топлива для нагрева паро-воздушно-кислородной смеси.In addition, it is advisable to use the purge gas after releasing ammonia and reducing the pressure as fuel for heating the steam-air-oxygen mixture.

Технический результат достигается тем, что весь объем производимого синтез-газ технологической линии направляется на стадию синтеза, а в качестве низкоуглеродного топлива, обеспечивающего снижение выбросов CO2, используют только продувочный газ. Поскольку на сжигание направляется большой поток продувочного газа, после выделения аммиака необходимо снизить его давление путем его расширения, а холод, полученный при расширении, используют при выделении аммиака. The technical result is achieved by the fact that the entire volume of synthesis gas produced by the process line is sent to the synthesis stage, and only purge gas is used as a low-carbon fuel that reduces CO 2 emissions. Since a large flow of purge gas is sent to combustion, after ammonia is separated, its pressure must be reduced by expanding it, and the cold obtained during expansion is used in ammonia separation.

На чертеже изображена схема осуществления предложенного способа получения низкоуглеродного аммиака.The drawing shows a diagram of the implementation of the proposed method for producing low-carbon ammonia.

Способ получения низкоуглеродного аммиака из природного газа, получивший условное наименование «Аммиак Декарбонизированный-2500» («АмДек-2500»), осуществляют следующим образом.The method for producing low-carbon ammonia from natural gas, which received the code name “Decarbonized Ammonia-2500” (“AmDek-2500”), is carried out as follows.

Сырьевой природный газ 101 с давлением порядка 5,0-7,5 МПа поступает на линию очистки от сернистых соединений 1, где получают газ, очищенный от нежелательных примесей. В очищенный природный газ 102 добавляют водяной пар 103 и направляют в огневой подогреватель 2. Водяной пар 103 представляет собой смесь пара высокого давления 104, поступающего из-за границ технологической установки, и пара высокого давления 114 с блока генерации технологического пара 6. Нагретая до температуры начала реакции парового риформинга парогазовая смесь 107 поступает в реакционные трубы реактора первичного риформинга 3, где процесс протекает за счет тепла конвертированного газа 110, выходящего со стадии вторичного риформинга 4. Далее конвертированный газ 108 поступает в реактор вторичного риформинга 4. Raw natural gas 101 with a pressure of about 5.0-7.5 MPa is supplied to the purification line for sulfur compounds 1, where gas is obtained purified from undesirable impurities. Water steam 103 is added to purified natural gas 102 and sent to the fire heater 2. Water steam 103 is a mixture of high-pressure steam 104 coming from outside the process unit and high-pressure steam 114 from the process steam generation unit 6. Heated to a temperature At the beginning of the steam reforming reaction, the steam-gas mixture 107 enters the reaction pipes of the primary reforming reactor 3, where the process proceeds due to the heat of the converted gas 110 leaving the secondary reforming stage 4. Next, the converted gas 108 enters the secondary reforming reactor 4.

Атмосферный воздух 106 поступает на линию компримирования технологического воздуха 5, где нагнетается до давления порядка 5,0-7,0 МПа. В компримированный воздух добавляют водяной пар 104 и кислород 105 и направляют в огневой подогреватель 2. В водяной пар 104 также могут добавлять пар высокого давления 114 с блока генерации технологического пара 6 (на схеме не показано). Нагретая паро-воздушно-кислородная смесь 109 поступает в реактор вторичного риформинга 4, где получают конвертированный газ, содержащий в основном азот, водород, водяной пар, монооксид углерода и диоксид углерода.Atmospheric air 106 enters the process air compression line 5, where it is pumped to a pressure of the order of 5.0-7.0 MPa. Water steam 104 and oxygen 105 are added to the compressed air and sent to the fire heater 2. High-pressure steam 114 from the process steam generation unit 6 can also be added to the water steam 104 (not shown in the diagram). The heated steam-air-oxygen mixture 109 enters the secondary reforming reactor 4, where a converted gas is produced containing mainly nitrogen, hydrogen, water vapor, carbon monoxide and carbon dioxide.

Тепло выходящего конвертированного газа 110 используется для проведения реакции первичного риформинга 3. Конвертированный газ 111 от трубчатого реактора поступает в блок генерации технологического пара 6, где тепло потока используется, в том числе, для генерации технологического пара 114 из конденсата дымовых газов 113.The heat of the exiting converted gas 110 is used to carry out the primary reforming reaction 3. The converted gas 111 from the tubular reactor enters the process steam generation unit 6, where the heat of the flow is used, among other things, to generate process steam 114 from the flue gas condensate 113.

Поток конвертированного газа 112 поступает в линию конверсии оксида углерода 7, где в присутствии водяного пара происходит каталитическая конверсия монооксида углерода в диоксид углерода с образованием водорода. Полученный в результате конверсии синтез-газ 115, содержащий диоксид углерода, направляется на стадию очистки от диоксида углерода 8 методом аминовой очистки. Выделенный из синтез-газа диоксид углерода 116 отправляют на утилизацию.The converted gas stream 112 enters the carbon monoxide conversion line 7, where, in the presence of water vapor, catalytic conversion of carbon monoxide to carbon dioxide occurs, producing hydrogen. The synthesis gas 115 containing carbon dioxide obtained as a result of conversion is sent to the stage of purification from carbon dioxide 8 using the amine purification method. Carbon dioxide 116 separated from the synthesis gas is sent for disposal.

Обеднённый диоксидом углерода синтез-газ 117 направляют в реактор метанирования 9, где происходит каталитическая конверсия следов углекислого газа, оставшегося после стадии удаления диоксида углерода. Далее, поток синтез-газа 118 поступает в блок компримирования 10 синтез-газа, где давление синтез-газа повышают до 20-22 МПа. Компримированный синтез-газ 119 направляют в реакторный блок синтеза аммиака 11. The carbon dioxide-depleted synthesis gas 117 is sent to the methanation reactor 9, where catalytic conversion of traces of carbon dioxide remaining after the carbon dioxide removal step occurs. Next, the synthesis gas stream 118 enters the synthesis gas compression unit 10, where the synthesis gas pressure is increased to 20-22 MPa. The compressed synthesis gas 119 is sent to the ammonia synthesis reactor unit 11.

Конвертированный газ 120 от реакторного блока синтеза аммиака 11, содержащий в основном азот, водород и аммиак, направляют в блок выделения аммиака 12. В блоке выделения аммиака 12 конвертированный газ 120 охлаждают до температуры ниже нуля градусов по Цельсию, при этом аммиак, содержащийся в конвертированном газе 120, частично конденсируется и отводится в качестве продукта – поток 121. Для охлаждения конвертированного газа 120 в блоке выделения аммиака 12 используют поток теплоносителя 124, который переносит холод от узла снижения давления 13 к блоку выделения аммиака 12. Поток теплоносителя 125, нагретый в блоке выделения аммиака 12, возвращается в узел снижения давления для охлаждения. The converted gas 120 from the ammonia synthesis reactor unit 11, containing mainly nitrogen, hydrogen and ammonia, is sent to the ammonia separation unit 12. In the ammonia separation unit 12, the converted gas 120 is cooled to a temperature below zero degrees Celsius, while the ammonia contained in the converted gas 120, partially condenses and is removed as a product - stream 121. To cool the converted gas 120 in the ammonia recovery block 12, a coolant stream 124 is used, which transfers cold from the pressure reduction unit 13 to the ammonia recovery block 12. Coolant stream 125, heated in the block ammonia release 12 is returned to the pressure reduction unit for cooling.

Обеднённый аммиаком конвертированный газ от блока выделения аммиака 12 разделяется на два потока одинакового состава: рецикловый газ 122 возвращается в блок компримирования 10 для смешения со свежим синтез-газом и последующим использованием в качестве сырья синтеза аммиака, продувочный газ 123 поступает в узел снижения давления 13.The ammonia-depleted converted gas from the ammonia separation unit 12 is divided into two streams of the same composition: recycle gas 122 is returned to the compression unit 10 for mixing with fresh synthesis gas and subsequent use as a raw material for ammonia synthesis, purge gas 123 enters the pressure reduction unit 13.

Снижение давления продувочного газа 123 в узле снижения давления 13 проводят посредством клапана Джоуля-Томпсона или детандера до уровня около 0,2 МПа. В результате расширения газа происходит охлаждение до температуры ниже минус пятидесяти градусов по Цельсию, при этом аммиак, содержащийся в продувочном газе 123, конденсируется и отводится в качестве продукта – поток 126. Холод, полученный в узле снижения давления, снимается теплоносителем 125.The pressure of the purge gas 123 in the pressure reduction unit 13 is reduced by means of a Joule-Thompson valve or expander to a level of about 0.2 MPa. As a result of gas expansion, cooling occurs to a temperature below minus fifty degrees Celsius, while the ammonia contained in purge gas 123 is condensed and removed as a product - stream 126. The cold obtained in the pressure reduction unit is removed by coolant 125.

Полученный продувочный газ низкого давления 127 предназначен для использования в качестве топлива в огневом подогревателе 2. Часть продувочного газа – поток 128, при необходимости, направляется за пределы установки для использования в качестве топлива на вспомогательных производствах.The resulting low-pressure purge gas 127 is intended for use as fuel in fire heater 2. Part of the purge gas - stream 128, if necessary, is sent outside the installation for use as fuel in auxiliary production.

Дымовые газы 129 от огневого подогревателя 2 с температурой порядка 100-120 градусов по Цельсию поступают в линию выделения водного конденсата дымового газа 14. После выделения водного конденсата дымовые газы 130, которые состоят из азота, остаточной воды и примесей воздуха, направляют в атмосферу. Flue gases 129 from the fire heater 2 with a temperature of about 100-120 degrees Celsius enter the flue gas aqueous condensate separation line 14. After separating the aqueous condensate, the flue gases 130, which consist of nitrogen, residual water and air impurities, are directed into the atmosphere.

Извлечение диоксида углерода 116 для последующей утилизации в совокупности с отсутствием диоксида углерода в дымовых газах обеспечивает низкий уровень выбросов CO2, составляющий менее 0,2 т/т (количество тонн CO2 в пересчете на 1 тонну полученного аммиака), что соответствует уровню улавливания СО2 более 90%.The recovery of carbon dioxide 116 for subsequent recycling, coupled with the absence of carbon dioxide in flue gases, provides low CO 2 emissions of less than 0.2 t/t (tons of CO 2 per ton of ammonia produced), which corresponds to the level of CO capture 2 more than 90%.

Claims (5)

1. Способ получения аммиака из природного газа, заключающийся в том, что природный газ и водяной пар нагревают и подвергают первичному риформингу, полученный конвертированный газ подвергают вторичному риформингу с использованием паро-воздушно-кислородной смеси, после которого полученный конвертированный газ направляют на конверсию оксида углерода, полученный синтез-газ подвергают очистке от диоксида углерода, затем проводят метанирование очищенного синтез-газа, после чего проводят синтез и выделение аммиака, который отводят в качестве готового продукта, а продувочный газ после выделения аммиака используют в качестве топлива для нагрева природного газа и водяного пара, отличающийся тем, что после метанирования синтез-газ компримируют и направляют на синтез аммиака, после выделения аммиака снижают давление продувочного газа путем его расширения, выделение аммиака осуществляют с использованием теплоносителя, охлажденного в результате расширения продувочного газа, а сконденсированный из продувочного газа при его расширении аммиак отводят в качестве готового продукта.1. A method for producing ammonia from natural gas, which consists in the fact that natural gas and water steam are heated and subjected to primary reforming, the resulting converted gas is subjected to secondary reforming using a steam-air-oxygen mixture, after which the resulting converted gas is sent for carbon monoxide conversion , the resulting synthesis gas is purified from carbon dioxide, then methanation of the purified synthesis gas is carried out, after which ammonia is synthesized and isolated, which is removed as a finished product, and the purge gas after ammonia is separated is used as fuel for heating natural gas and water steam, characterized in that after methanation the synthesis gas is compressed and sent for ammonia synthesis, after ammonia is separated, the pressure of the purge gas is reduced by expanding it, ammonia is separated using a coolant cooled as a result of the expansion of the purge gas, and condensed from the purge gas when it expansion, ammonia is removed as a finished product. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что часть продувочного газа направляют в качестве рецикла на компримирование и на последующую подачу на синтез аммиака вместе с синтез-газом. 2. The method according to claim 1, characterized in that part of the purge gas is sent as recycle for compression and subsequent supply to ammonia synthesis along with synthesis gas. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первичный риформинг проводят с использованием тепла конвертированного газа после вторичного риформинга. 3. The method according to claim 1, characterized in that the primary reforming is carried out using the heat of the converted gas after secondary reforming. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что из дымовых газов, полученных при сжигании топлива при нагреве природного газа и водяного пара, выделяют конденсат, который направляют на генерацию водяного пара, которую проводят с использованием тепла конвертированного газа после вторичного риформинга, а полученный водяной пар используют при проведении первичного риформинга и для получения паро-воздушно-кислородной смеси для вторичного риформинга.4. The method according to claim 1, characterized in that condensate is separated from the flue gases obtained by burning fuel when heating natural gas and water steam, which is sent to generate water steam, which is carried out using the heat of the converted gas after secondary reforming, and the resulting water vapor is used during primary reforming and to obtain a steam-air-oxygen mixture for secondary reforming. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продувочный газ после выделения аммиака и снижения давления используют также в качестве топлива для нагрева паро-воздушно-кислородной смеси.5. The method according to claim 1, characterized in that the purge gas, after releasing ammonia and reducing the pressure, is also used as fuel for heating the steam-air-oxygen mixture.
RU2023122587A 2023-08-30 Method for producing low-carbon ammonia from natural gas decarbonized ammonia-2500 RU2808330C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2808330C1 true RU2808330C1 (en) 2023-11-28

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445262C1 (en) * 2011-01-11 2012-03-20 Дмитрий Львович Астановский Method of producing ammonia
CN203833625U (en) * 2014-04-28 2014-09-17 上海国际化建工程咨询公司 Device for preparing synthesis ammonia by gas state hydrocarbon self-thermal-reforming through pressure swing adsorption
RU2597920C2 (en) * 2009-10-27 2016-09-20 Касале Са Method for production of ammonia
RU2706059C2 (en) * 2015-02-20 2019-11-13 Касале Са Ammonia production method
RU2759379C2 (en) * 2017-02-15 2021-11-12 Касале Са Method for ammonia synthesis characterized in low level of co2 emissions into atmosphere

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597920C2 (en) * 2009-10-27 2016-09-20 Касале Са Method for production of ammonia
RU2445262C1 (en) * 2011-01-11 2012-03-20 Дмитрий Львович Астановский Method of producing ammonia
CN203833625U (en) * 2014-04-28 2014-09-17 上海国际化建工程咨询公司 Device for preparing synthesis ammonia by gas state hydrocarbon self-thermal-reforming through pressure swing adsorption
RU2706059C2 (en) * 2015-02-20 2019-11-13 Касале Са Ammonia production method
RU2759379C2 (en) * 2017-02-15 2021-11-12 Касале Са Method for ammonia synthesis characterized in low level of co2 emissions into atmosphere

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11066298B2 (en) Systems and methods for production and separation of hydrogen and carbon dioxide
US11891950B2 (en) Systems and methods for power production with integrated production of hydrogen
RU2759379C2 (en) Method for ammonia synthesis characterized in low level of co2 emissions into atmosphere
RU2007112790A (en) METHOD FOR PRODUCING HYDROGEN AND / OR CARBON OXIDE
KR20200035268A (en) Ammonia synthesis gas manufacturing method
CA2472326A1 (en) Process for the production of hydrocarbons
RU2001103899A (en) METHOD FOR PRODUCING ELECTRICITY, WATER VAPOR AND CARBON DIOXIDE FROM HYDROCARBON RAW MATERIAL
RU2011101927A (en) DEVICE AND METHODS FOR HYDROGEN AND CARBON MONOXIDE TREATMENT
CN113896197B (en) Method for preparing carbon monoxide by reforming hydrocarbon carbon dioxide
JP4030846B2 (en) Methanol production method and apparatus
RU2664526C2 (en) Energy-saving unified method for generating synthesis gas from hydrocarbons
RU2808330C1 (en) Method for producing low-carbon ammonia from natural gas decarbonized ammonia-2500
WO1999041188A1 (en) Process for producing electrical power and steam
RU2808874C1 (en) Method for producing low-carbon ammonia from natural gas decarbonized ammonia-3000
CA3205154A1 (en) Method for preparing a synthesis gas
CN107118818B (en) Process for synthesizing LNG (liquefied Natural gas) by using methanol purge gas
WO2023249492A1 (en) Ammonia production with co2 capture
CN1202453A (en) Method of recorering synthetic ammonia tail gas
SU1590432A1 (en) Method of producing nitrogen-hydrogen mixture for ammonia synthesis