Способ получения азотоводородной смеси

 

аатен. н:,. оная бттблиоте;.ь 1-.- Ь, ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

239278

Союз Советски

Социалистически»

Реопу0ли»

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 12k, 1/06

Заявлено 14.1Ч.1965 (Ko 1003884/23-26) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21,VIII..1970. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 8.XII.1970

Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете ФЮинистрое

СССР

МПК С Olc 1/04

УДК 661.531(088.8) Авторы изобретения

В. П. Семенов и И. Л. Лейтес

Заявитель

Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТОВОДОРОДНОй СМЕСИ

Известен способ получения азотоводородной смеси для синтеза аммиака путем паровоздушной или высокотемпературной конверсии углеводородов при давлении от 1 до 30 атлт на катализаторе в шахтном конверторе, окисления окиси углерода на катализаторе водяEIbIM паром, отмывки от двуокиси углерода и сернистых соединений и промывки конвертированного газа для удаления остатков окиси углерода жидким азотом.

Одной из самых дорогостоящих стадий производства азотоводородной смеси для синтеза аммиака является стадия разделения воздуха.

Предлагаемый способ производства азотоводородной смеси исключает из технологической схемы стадию разделения воздуха и осуществляется следующим образом.

Предварительно нагретый природный газ (или другие газообразные или жидкие углеводороды), водяной пар и воздух подают в шахтный конвертор, где на катализаторе при давлении от 1 до 30 атм и температуре 800—

1100 С происходит паровоздушная конверсия.

Кроме паровоздушной конверсии, возможна высокотемпературная воздушная конверсия газообразных и жидких углеводородов.

Полученный технологический газ содержит сумму восстановителей и азот в соотношении (Н +СО): N менее 1: 1. После отмывки конвертированного газа от двуокиси углерода и сернистых соединений одним из вариантов метода «ректизол.> газ с соотношением

Н . N> 1: 1 поступает в блок глубокого охлаждения, где конденсируется избыточный

5 азот непосредственно из конвертированного газа, и этот азот используется для очистки газа от окиси углерода, метана и аргона.

Конденсацию избыточного азота осуществляют прн давлении от 8 до 50 атм и темпера10 туре от — 190 до — 160 С.

Кроме того, процесс конденсации жидкого азота и адсорбцню окиси углерода осуществляют в одном аппарате, что позволяет получить более чистый синтез-газ с содержанием

15 окиси углерода 3 — 5 слта/нлт» вместо

20 — 30 слта/н.к . Данный процесс осуществляется при движении газа снизу вверх, а конденсирующийся жидкий азот стекает сверху вниз противопотоком, вымывая окись углерода. Из

20 верхней части адсорбера-конденсатора выходит очищенный газ с соотношением Н, Яр ——

=3: 1.

Пример. Паровоздушную конверсию метана осуществляют в шахтном конверторе на

25 никелевом катализаторе при давлении 30 атл, соотношении пара к газу, равном 2: 1, н предварительном нагреве исходной реакционной смеси до 427 С. На 1000 н,ча метана подают

3330 нл:: воздуха. Реакция конверсии протезп кает при температуре 920 С, В результате па,:. ---. - --= - " : -3

: - 239278 полу. чают следующий ровоздушпой конверсии состав:

Газ яяз

СО, СО

Н сн„ (N +Ar) %

7,9

9,4

35,7

0,4

46,6

2013

23

2630

93,6

3,3

1,9

1,2

Газ НЛ1 и

N + Ar 1813

СО 65

Н2 38

СН4 23

1957

НвО

Н О 1939

Предмет изобретения

6106

Нво

1,2

47,7

0,4

50,7

24,9

0,1

ЦЛ43

2440

314

НвО 3257

Составитель Аеонтьевй

Техред А. А; Камыи1никова Корректор Т. А. Уманец

РеДактор А. Лейсоченко

Заказ 3515/1 Тираж 450 Подписное

ЦНИИПИ 1(омитета по делая изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Я(-35, Раушская нао., g. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2

После охлаждения конвертированного газа впрыском конденсата с 920 до 450 С отношение пара к газу перед конверсией окиси углерода составляет 0,7. S результате конверсии углеводорода (две ступени) степень конверсии составляет 88% равновесия. Состав конвертированного газа:

Газ н,яз %

СО 910 14,9

СО 65 1,1

112 2478 40,5

СН4 23 0,4 (И + Аг) 2630 43,1

После охлаждения конвертированного газа в теплообменнике и скрубберах он направляется в блок промывки охлажденным метанолом, откуда выводится очищенный от двуокиси углерода и сернистых соединений конвертированный газ состава:

Газ я як

СО 65

Н2 2478

СН 23

Nz+ Ar 2630

Н О 5196

910 нмз экспанзерного газа с содержанием

99% двуокиси углерода может быть использовано для синтеза карбамида или других целей.

В блоке глубокого охлаждения газ под давлением 27 атм охлаждается в теплообменнике отходящим погоном азотоводородной смеси и азотной фра.кции до температуры около †1 С и направляется в адсорбер-конденсатор. Температура верхней части адсорбераконденсатора равна †1 — 175 С.

Из блока глубокого охлаждения синтез-газ, содержащий:

Газ

Нв

Ng

Ar и не более 20 смз/нл4з СО, с давлением около

26 атм направляется на синтез аммиака.

Азотная фракция из адсорбера-конденсатора состава: дросселируется до 7 атм, испаряется во встро15 енном теплообменнике адсорбера-конденсатора, затем направляется в турбоденандер, где ее давление снижается до 1,4 атм, и после использования холода выводится из системы.

Таким образом, из 1000 ялз метана получа20 ется 3257 ямз синтез-газа, т. е. на 1 т аммиака расходу ется 850 нл-" метана.

25 1, Способ получения азотоводородной смеси для синтеза аммиака путем паровоздушной или высокотемпературной конверсии углеводородов при давлении от 1 до 30 атм на катализаторе в шахтном конверторе, окисле30 ния окиси углерода на катализаторе водяным паром, отмывки or двуокиси углерода и сернистых соединений, промывки конвертированного газа для удаления остатков окиси углерода жидким азотом, отличающийся тем, что, 35 с целью упрощения способа, из конвертироьанного газа конденсируют избыточный азот до соотношения Н2. Na — — 3: 1.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что

40 конденсацию избыточного азота из конвертированного газа осуществляют при температуре от †1 до †1 С и давлении от 8 до

50 атм.

45 3. Способ по и. 2, отличающийся тем, что конвертированный газ промывают от окиси углерода жидким газом, сконденсировавшимся непосредственно из конвертированного газа.

50 4. Способ по и. 3, отличающийся тем, что, с целью получения более чистого синтез-газа с содержанием окиси углерода 3 — 5 смЦнмз, процесс конденсации жидкого азота и адсорбции окиси углерода осуществляют совместно в одном аппарате, пропуская конвертированный газ снизу вверх, а жидкий азот сверху вниз.