Способ получения водорода, азота, аргона, метана и аммиака из продувочных газов синтеза амл1иака

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

362178 союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено,30,X1.1970 (№ 1498318г23-26) М, Кл. Г 25j 3, 00

С 01Ь 132 с присоединением заявки ¹

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 13.Х11.1972. Бюллетень № 2 за 1973 г.

Дата опубликования описания 29.1.1973

УДК 661.961.9(088.8) Авторы изобретения

Заявитель

H. Е. Косяков и В. И. Зуев

Днепродзержинский филиал Государственного научноисследовательского и проектного института азотной промышленности и продуктов органического синтеза

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА, АЗОТА, АРГОНА, МЕТАНА

И АММИАКА ИЗ ПРОДУВОЧНЫХ ГАЗОВ СИНТЕЗА АМгЧИАКА

С,Н, — 31-1, = С„Н„

Изобретение относится к области получешгя газов из продувочных газов синтеза аммиака.

Известен способ получения водорода, аргона, азота, метана и аммиака из продувочных газов синтеза аммиака методом дроссслирования продувочных газов с 320 атм до 80 — 40 атм с последующим их охлаждением и разделением при температуре минус 180 — 208 С.

Недостатками известного способа являются невозможность использования энергии сжатого газа с 320 атм до 40 атм, так как водород до минус 100 С имеет отрицательный дроссельный эффект, и затраты дополнительного холода для разделения газовой смеси.

Для использования энергии сжатого газа и исключения дополнительных энергозатрат для получения холода, необходимого для р азделения, предлагается из газовой смеси предварительно выделять водород путем химической адсорбции бензолом на катализаторе при температуре 150 — 200 С и давлешш 300—

320 атм с последующей его дегидрогенизацпей из циклогексана при температуре 300—

350 С и давлении 10 атм.

Сущность способа заключается в следуюцсм.

Водород из смеси, содержащей (в %)- Н2

63 — 70; Аг 5 — 10; СН4 3 — 7; ¹ 20 — 25; ХНз

5 — 10, при температуре 150 — 200"С и давлении

300 — 320 атиг легко вступает в рсакцшо пгдрогеш з»цнн бензола в присутствии катализ»тора

5 ЛЛ,тт = 9,7 кка.г/моль, где ЛЛ вЂ” свободная, энергия.

Побочггая реа!:цня мета ег<1 и аммггака с бензо-,, лоъг гг водородом тер модггна мическн !гег303-:. можна прп указанных Tc ìïåð»òóð»ê и давле-:

10 ниц.

Выделение водорода из циклогексана Ocl10-. вано на том, что с повышением температуры со 127 до 327 С свободная энергия изменяется,.: от AZ = — 14,24 ккал/мо.гь до ЛЛ ==

15 = + 4,2 ккал/мо.гь и реакция (1) идет в об-, : ратном напразленпп. Депгдрогенизация про-; водится под давлением 10 атм прп температу-:, ре 300 — 350 С. При более высоком давлении,: п температуре свыше 350 C происходит обра-, 20 зование метилцпклопентана.

Дальнейшее разделение оставшейся газовой,:. смеси, содержащей (в %): Аг 12,8; ¹ 60, СН4 15; МН, 12, происходит в нпзкотемпсра- турном блоке разделения. Холод, нсобходп-,, 25 мый для нпзкотемпсратурного разделения; : смеси, получается за счет дросселггровани.г пли детандированпя оставшейся газовой сме, си после депгдрогенпзацин. Давление свгес Г (300 — 320 атзг) является достаточным для нс -;

30 лученпя холода, нсобхоанмого для нпзкотем-

362178

Составитель Г. Леонтьева

Корректор Е. Усова

Редактор H. Корченко

Техред Л. Богданова

Заказ 67/11 Изд. М 1065 Тираж 403 Подписное

ЕЛИ! 1ИПИ Комитета по делам изооретепий и открытий при Совете Министров СССР

Москва, .гК-35, Раугпская паб., д. 4/5

Типографии, пр. Сапунова, 2 псратурного разделения газовой смеси па компоненты без дополнительных энергетических затрат. Последние оудут незпач!ггельныiiIIl и Bb1p аж а!Отея В виде Ilодвода пара для проведения реакции дсгндрогенпзацин цнклогексана в количестве 1,0 т на 1000 нл1а водорода.

На чертеже приведена схема выполнения промышленной установки для реализации предлагаемого способа получения водорода, азота, аргона, аммиака и метана из продувочных газов синтеза аммиака.

Продувочный газ следующего состава (в Io): На 63 — 70; Лг 5 — 10; СН4 3 — 7; ¹ 20—

25; ХНа 5 — 10 по линии 1 поступает в нижнюю часть колонны 2, где при температуре 150—

200 С и давлении 300 — 320 атм на катализаторе происходит химическая сорбция водорода бснзолом, подаваемым в колонну 2 по трубопроводу 8.

Освобожденный от водорода газ, содержащий (в %): ¹ 60; Аг 13; СН4 15; Х1-1з 12, с давлением 300 — 320 ати подают в низкотсмпсратурный блок разделения 4. С нижней части колонны 2 выводится результат гидрогенизации бснзола — циклогексан, который после вентиля 5 по линии б через теплообмснник 7 поступает в колонну 8 дегидрогепизации. В колонне 8 на катализаторе при температуре

300 †3 С п давлении 10 ат,11 происходит дсгидрогенизация циклогексана с образованием водорода и бензола. Водород по линии 9 проходит тсплообменник 7, охлаждается водой в теплообменнике 10, поступает в отделитель 11

5 жидкости, далее — в адсорбер 12 и как готовый продукт с давлением 10 атм по линии 13 подается потребителю. Бензол с низа колонны 8 по линии 14 и с отделителя 11 по линии

15 насосом 1б по трубопроводу 8 возвращает10 ся в колонну 2.

В колонну 2 по линии 17 подается охлаждающая вода, а в колонну 8 по линии 18 — пар.

Через вентиль 19 из колонны 2 производит отоор циклогексана как готового продукта.

Предмет изобретения

1. Способ получения водорода, азота, аргона, метана и аммиака из продувочных газов синтеза аммиака путем Нх низкотсмператур20 ного разделения, отличающийся тем, что, с целью использования знергии сжатого газа, пз газовой смеси предварительно выделяют водород.

2. Способ по п. 1, отлича1ощийся тем, что

25 водород выделя1от путем химической абсорбции бспзолом на катализаторе при температуре 150 — 200 С и давлении 300 — 320 атм с последующей его дегидрогенизацией пз циклогексана при температуре 300 — 350 С и давле30 нип 10 пт,1и