Процесс синтеза аммиака - RU2017130199A
Код документа: RU2017130199A
Формула
1. Способ синтеза аммиака, включающий стадии: риформинга углеводородного сырья в сырой полученный газ, для выполнения которой требуется приток тепла; очистки сырого полученного газа с получением подпиточного синтез-газа; конверсии синтез-газа в аммиак, включающей конверсию сдвига монооксида углерода в двуоксид углерода,
отличающийся тем, что упомянутый приток тепла для процесса риформинга по меньшей мере частично обеспечивают рекуперацией из по меньшей мере одного из:
конверсия сдвига, выполняемая при максимальной температуре по меньшей мере 450°C;
конверсия в аммиак.
2. Способ по п. 1, в котором тепло конверсии сдвига рекуперируют посредством непосредственного охлаждения слоя катализатора соответствующего конвертера (7) сдвига и/или охлаждения отходящего потока газа (17) после реакции сдвига.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором тепло, подводимое в процесс риформинга, по меньшей мере частично, рекуперируют на стадии конверсии в аммиак посредством непосредственного охлаждения одного или более каталитических слоев для синтеза аммиака и/или охлаждения отходящего потока от слоя катализатора получения аммиака или реактора получения аммиака.
4. Способ по п. 3, в котором конверсия при получении аммиака включает реакцию подпиточного газа в нескольких последовательно включенных реакторах или слоях катализатора, а тепло рекуперируют охлаждением отходящего потока (19) первого из этих реакторов или слоев катализатора, перед подачей в следующие реакторы или слои.
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором тепло, рекуперированное при конверсии сдвига и/или при синтезе аммиака, используют для подогрева подводимой сырьевой смеси, содержащей углеводород и водяной пар, перед использованием этой смеси на стадии риформинга.
6. Способ по п. 5, в котором подогретую подводимую сырьевую смесь подвергают предварительному риформингу перед стадией риформинга.
7. Способ по п. 5 или 6, в котором:
охлаждают подводимую сырьевую смесь природного газа и водяного пара путем теплообмена с другим технологическим потоком, предпочтительно, с подводимым свежим природным газом перед десульфуризацией; и
затем, полученную таким образом охлажденную сырьевую смесь повторно нагревают за счет охлаждения реактора сдвига или его отходящего потока.
8. Способ по любому из пп. 5-7, в котором подводимую сырьевую смесь перед риформингом подогревают рекуперированным теплом, получаемым исключительно охлаждением отходящего потока высокотемпературного сдвига, а температура этого отходящего потока после высокотемпературного сдвига, предпочтительно, составляет по меньшей мере 450°C.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором риформинг углеводородного сырья включает: стадию первичного риформинга с использованием водяного пара и стадию вторичного риформинга с использованием окислителя и, опционально, риформинг с газовым подогревом (РГП), или стадию автотермического риформинга и, опционально, РГП.
10. Установка для синтеза аммиака из углеводородного сырья согласно способу по любому из пп. 1-9, включающая: головную секцию с секцией (1) риформинга и секцией (2) очистки, обеспечивающую подпиточный синтез-газ (15), и по меньшей мере один реактор получения аммиака для конверсии подпитчного газа в аммиак, причем секция (2) очистки содержит по меньшей мере один конвертер сдвига,
отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один теплообменник (20, 30), приспособленный для нагрева подводимой сырьевой смеси (12) секции (1) риформинга путем рекуперирования тепла из по меньшей мере одного из конвертера сдвига и реактора получения аммиака, обеспечивая, тем самым, по меньшей мере часть подводимого в процесс риформинга тепла.
11. Способ реконструкции установки для получения аммиака, включающей головную секцию, содержащую секцию (1) риформинга и секцию (2) очистки, обеспечивающую подпиточный синтез-газ (15), и один или более реакторов (3) получения аммиака для конверсии синтез-газа (15) в аммиак, причем секция очистки содержит по меньшей мере один конвертер сдвига, а при осуществлении способа:
устанавливают дополнительно теплообменник (20, 30), приспособленный для рекуперации тепла из конвертера сдвига и передачи этого тепла в секцию (1) риформинга, и повышают максимальную температуру газа этого конвертера сдвига до 450°C или более, и/или
устанавливают дополнительно теплообменник, приспособленный для рекуперации тепла из одного или более реакторов и передачи этого тепла в секцию (1) риформинга.
12. Способ по п. 11, в котором один или более дополнительно установленных теплообменников (20, 30) приспособлены для передачи тепла к подводимой сырьевой смеси (12) секции риформинга.
13. Способ по п. 12, в котором выполняют одно или более из следующего:
устанавливают теплообменник, погруженный в слой катализатора существующего конвертера сдвига и имеющий поверхности теплообмена, непосредственно контактирующие с катализатором, охлаждая слой катализатора и нагревая при этом подводимую сырьевую смесь;
устанавливают теплообменник на выходе конвертера сдвига, обеспечивая передачу тепла от отходящего потока конвертера к подводимой сырьевой смеси;
устанавливают теплообменник на выходе реактора получения аммиака или на выходе слоя катализатора реактора получения аммиака, обеспечивая обмен теплом от отходящего потока от слоя катализатора или от реактора с подводимой сырьевой смесью.
14. Способ по п. 12 или 13, в котором: дополнительно устанавливают новый реактор перед одним или более существующих реакторов получения аммиака; дополнительно устанавливают между вновь установленным реактором и существующим (-ми) реактором (-ами) теплообменник, обеспечивающий обмен теплом между отходящим потоком нового реактора, перед его подачей в существующий (-ие) реактор (-ы), и подводимой сырьевой смесью.
15. Способ по любому из пп. 12-14, в котором дополнительно устанавливают предварительный риформер в существующей секции риформинга, и обеспечивают поступление подогретой подводимой сырьевой смеси к этому вновь установленному предварительному риформеру.
