1one
Изобретение отиоситс к способу производства аммиака из газообразных углеводородов и может быть использовано в химической i промышленности.The invention of Otosit to a method for the production of ammonia from gaseous hydrocarbons and can be used in the chemical industry.
Известен способ получени аммиака путем «онверсии углеводородов и окиси углерода , очистки газа с последующим синтезом аммиака, с отводом тепла реакции образовани аммиака путем испарени аммиака под лавлением с многоступенчатым расширением ререгретых паров аммиака 1 .A known method of producing ammonia by the "onversion of hydrocarbons and carbon monoxide, gas purification, followed by the synthesis of ammonia, with the removal of heat of the reaction of ammonia formation by evaporation of ammonia under the laval with multi-stage expansion of ammonia vapor reflux 1.
Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достит-аемому результату вл етс способ получени аммиака из углеводородов, включающий очкстку природного газа от сернистых соединений , паровую каталитическую и паровоздушную конверсию углеводородов, двухступенчатую конверсию окиси углерода, очистку синтез-газа от двуокиси углерода и синтез аммиака при 320 ат с рекуперацией тепла на указанных стади х дл получени пара и подогрева питательной воды с сжиганием технологических выбросов в пусковой период на факельйой установке 2J .The closest to the described invention to the technical essence and the achieved result is a method of producing ammonia from hydrocarbons, including the beside of natural gas from sulfur compounds, steam catalytic and vapor conversion of hydrocarbons, purification of synthesis gas from carbon dioxide and synthesis ammonia at 320 atm with heat recovery at the indicated stages to produce steam and preheat the feed water with burning process emissions during the start-up period to the flare install 2J.
Однако по указанному способу|дл подогрева природного газа в стадии сероочистки и при паровом риформинге в качестве топлива используют дополнительно природный газ, в то врем как технологические газы сжигают на факельной установке, загр зн атмосферу не сгоревшими вредными примес ми. При этом с технологическим газом выбрасываетс до 52 т/час пара, что приводит к увеличению расхода деминерализованной воды при пусках агрегата.However, according to this method, natural gas is additionally used for heating natural gas in the desulfurization stage and during steam reforming. Natural gas is additionally used as a fuel, while process gases are burned on a flare unit, polluting the atmosphere with unburned harmful impurities. In this case, with the process gas, up to 52 tons / hour of steam is emitted, which leads to an increase in the consumption of demineralized water when the unit is started up.
Целью изобретени вл етс уменьшение расхода природного газа, деминерализованной воды, а также уменьшение выбросов вредных примесей в атмосферу при пусковом режиме агрегата.The aim of the invention is to reduce the consumption of natural gas, demineralized water, as well as to reduce emissions of harmful impurities into the atmosphere during start-up mode of the unit.
Это достигаетс описываемым способом получени аммиака, включающим очистку природного газа от серы, паровую каталитическую и; па овоздушнуто; конверсию углеворюродов , двухступенчатую конверсию окиси углерода, очистку синтез-газа от двуокиси углерода, синтез аммиака при повышенном давлений с рекуперацией тепла на указанных стади х дл получени пара и подогрева пидательной воды. При этом часть технологических вы, после каждой стадии подготовки синтез-газа при пусковом режиме агрегата направл ют через рекуператоры Тепла и отделители конденсата на сжигание в стадию паровой конверсии при соотношении в топливе природный газ: технологический газ 1: (О.ЗО-О.ЗЗ). Предпочтительно паровоздушную конверсию углеводородов проводить при соотношении газ:воздух s 1:(2,О-2,2), Отличительными признаками спсюоба вл етс использование технологических выбросов стадий подготовки синтез-газа в качестве топлива при каталитической конверсии уг леводородов, а также соотношение газа и во духа, подаваемых на стадию па ров осш ушной конверсии. На чертеже изображена схема получени аммиака по описываемому способу. Природный газ поступает в сепаратор 1, в сепаратор топливного газа 2 и поспе компрессора 3 поступает в стадию сероочистки 4, а затем в смеси с технологическим fraром в паровой реформинг 5 (трубчатую печь После парового реформинга технологический газ с добавлением паровоздушной смеси поступает в паровозд.утиныЙ реформинг 6 с poKynefjaTopaMH тепла, дл производства пара f Подачу воздуха осуществл ют в смеси с защитным паром в количестве 28000 через подогреватель. Нагрузка по природному газу 14ООО им/час соотношение газ:воздух 1:2 парогазовую смесь напранш ют и далее в среднетемпературный конвертор 7 окиси угл рода первой ступени. Отсюда конвертированный газ поступает.в рекуператоры тепла 8 (котел-утилизатор и подогреватель), а затем в низкотемпературный конвертор 9 окнси углерода. Далее газ поступает в блок 10 охлаждени газа и отделени влаги, включающий узе впрыска конденсата, подогреватели раствора b стадии очистки газа от двуокиси углерода подогреватель воды и сепаратор влаги. Охла жденный конвертированный газ, отделившийс от избыточного конденсата, направл ют в аб сорберы 11 очийтки от.двуокиси углероаа с сепаратором влаги на выходе и далее в блок очистки метанированием с рекуператорами тепла и холодильником 12. Подготовленна и очищенна азотов од ородна смесь -поступает в сепаратор 13 на всос компрессора 14. синтез-газ и далее компремируетс в стадию синтеза аммиака с аммиачно-холодиль ной установкой и рекуператорами,тепла 15. Кроме основного хода технологического газа, при этом способе дополнительно через запорно-регулируюш то арматуру св зи технологические газы после сероочистки надают В коллектор топливного газа горелок парового реформинга 5, а также по байпасу через рекуператор тепла 8, по байпасу мимо конвертора 9 и через блок охлаждени 10 в Tof же ка1лектор на входе топливного газа в нечЬ. Парогазова смесь после парового 5 и паровоздушного б реформингов подаетс также мимо конверторов 7, 9 через рекуператор тепла 8 и блок охлаждени 10. Конденсат,, образовавшийс из технологического пара парогазовой смеси в блоке охлаждени , подают дл испслльзовани его в качестве питательной воды. Технологические газы после отделени конденсата в блоке 10 подают часть (10ООО-12ООО нм) в коллектор на входе теплового газа в трубчатую печь 5, а остальную часть - на факельную установку 16. Конвертированный газ после среднетем- . пературного конвертора 7 окиси углерода рекуператор тепла 8 мимо низкотемпературного конвертора 9 окиси углерода через блок охлаждени .10 подают в коллектор, гопливного газа в трубчатую и на факельную установку 16. Конвертированный газ после низкотемпературного конвертора 9 окиси углерода подают также через блок охлаждени 10 и после отделени конденсата распредел ют часть (1000-12000 HMV4ac) в коллектор на входе топливного газа в труб- чатую печь 5, а остальное - на факельную установку 16. Конвертированный газ после стадии очистки от двуокиси углерода в адсорбере 11 . также подают в коллектор на входе топливного газа в трубчатую печь 5 и на факельную установку 16. Азотоводородную смесь после очистки из сепаратора 13 на всосе компрессора синтезгаза подают: часть на всос компрессора 3 природного газа (10000-10000 ), часть (10000-12000 HMV4ac), - в коллектор на входе топливного газа в трубчатую печь 5, а остальное - на факельную усч тановку 16. На чертеже дополнительные введенные св зи показаны пунктирной линией. СDDTHO- LueHHe в топливе на входе в коллектор трубчатой печИ составл ет природный газ;техно- логический газ 1: (О,ЗО-О,33).Сжигание водорода при паровоздушном реформинге вследствие соотношени газ:воздух 1:(2,62 ,2) увеличивает количество парогазовой смеси на выходе из паровоздушного реформинга , а также измен ет состав газа в сторону увеличени теплоемкости , что увеличивает парообразование в рекуператорах тепла и возврат конденсата.This is achieved by the described method of producing ammonia, including the purification of natural gas from sulfur, steam catalytic and; na overdone; Carbohydrate conversion, two-step carbon monoxide conversion, carbon dioxide purification of synthesis gas, ammonia synthesis at elevated pressures with heat recovery at the indicated stages for steam generation and for heating feed water. In this case, part of the process you, after each stage of preparation of the synthesis gas during the start-up mode of the unit, are directed through the heat recuperators and condensate separators to combustion at the stage of steam reforming at a ratio of natural gas to process gas: process gas 1: (O.O.O. ). Preferably, the vapor-air conversion of hydrocarbons is carried out at a gas: air ratio of 1: (2, O-2.2). Distinctive features of the process are the use of process emissions from the preparation of synthesis gas as fuel for catalytic conversion of hydrocarbons, and in the spirit supplied to the stage The drawing shows the scheme for producing ammonia by the described method. Natural gas enters separator 1, enters fuel gas separator 2 and then compressor 3 enters desulfurization stage 4, and then mixed with the technological frame into steam reforming 5 (tube furnace After steam reforming, the process gas with the addition of an air-steam mixture enters the vapor-ore reforming 6 with poKynefjaTopaMH heat to produce steam f Air supply is carried out in a mixture with protective steam in the amount of 28000 through a preheater. Natural gas load 14OOO them / hour gas: air ratio 1: 2 vapor-gas mixture continue to the medium-temperature converter of carbon monoxide of the first stage. From here, the converted gas enters the heat recuperator 8 (waste heat boiler and preheater), and then to the low-temperature carbon dioxide converter 9. Next, the gas enters the gas cooling and moisture separation unit 10 including a condensate injection unit, solution heaters, b stage gas purification from carbon dioxide, a water heater and a moisture separator. The cooled converted gas, separated from the excess condensate, is sent to the sorbers 11 from the carbon dioxide with a moisture separator at the outlet and then to the purification unit by methanation with heat recuperators and a refrigerator 12. The prepared and purified nitrogen mixture enters the separator 13 on the compressor compressor suction 14. synthesis gas and further is compressed into the ammonia synthesis stage with the ammonia-cooling unit and recuperators, heat 15. Besides the main process gas flow, this method additionally After regulating desorption, process gases are poured into the fuel gas collector of steam reforming 5, as well as bypass through heat recuperator 8, bypass past converter 9, and through cooling unit 10 into Tof the same collector at the inlet of fuel gas . The steam-gas mixture after steam 5 and steam-air b reforming is also fed past converters 7, 9 through a heat recuperator 8 and cooling unit 10. Condensate, formed from the process steam of the gas-vapor mixture in the cooling block, is used to use it as feed water. The process gases after separation of the condensate in block 10 supply part (10OOO-12OOO nm) to the collector at the inlet of thermal gas to the tube furnace 5, and the rest to the flare unit 16. The converted gas after the medium volume-. The carbon monoxide converter 7 heat recuperator 8 passes low-temperature carbon monoxide converter 9 through a cooling unit .10 is fed to a collector, reluctant gas to a tubular and flare unit 16. Converted gas after low-temperature converter 9 carbon monoxide is also fed through cooling unit 10 and after separation the condensate is distributed part (1000-12000 HMV4ac) to the collector at the inlet of the fuel gas to the tube furnace 5, and the rest to the flare 16. Converted gas after the carbon dioxide purification stage an ode to the adsorber 11. also fed to the collector at the inlet of the fuel gas in the tube furnace 5 and to the flare unit 16. After cleaning from the separator 13 at the suction of the syngas compressor, the nitric mixture is fed to the natural gas compressor head 3 (10000-10000), part (10000-12000 HMV4ac) ), - to the collector at the fuel gas inlet to the tube furnace 5, and the rest to the flare fitting 16. In the drawing, the additional connections introduced are indicated by a dotted line. The CDDTHO-LueHHe in the fuel inlet to the collector of the tube furnace is natural gas; process gas 1: (O, ZON-O, 33). Combustion of hydrogen during vapor-air reforming due to the gas: air ratio 1: (2.62, 2 ) increases the amount of gas-vapor mixture at the outlet of vapor-air reforming, as well as changes the gas composition in the direction of increasing heat capacity, which increases the vaporization in heat recuperators and the return of condensate.