Установка и способ получения аммиака с криогенной очисткой, и соответствующий способ модернизации - RU2017126264A
Код документа: RU2017126264A
Формула
1. Способ синтеза аммиака из подпиточного газа, содержащего водород и азот, в котором
получают внутри головной секции (2) синтез-газ (8, 9), содержащий водород и азот в молярном отношении менее 3;
проводят первую криогенную очистку синтез-газа для удаления азота и повышения молярного отношения "водород/азот" в этом газе до заданной величины;
сжимают очищенный синтез-газ (10) до давления синтеза;
выполняют конверсию синтез-газа в аммиак (13) в контуре (6) синтеза, с отведением из этого контура продувочного потока (14), содержащего водород и инертные газы,
отличающийся тем, что
проводят вторую очистку по меньшей одной части продувочного потока (14) посредством процесса, позволяющего извлечь по меньшей мере часть содержащегося в нем водорода, с получением по меньшей мере одного потока, содержащего извлеченный водород (15, 15а, 16, 18), и по меньшей мере одного потока (17) отходов;
возвращают в процесс по меньшей мере один поток, содержащий извлеченный водород (15, 15а, 16, 18), для увеличения выработки аммиака.
2. Способ по п. 1, в котором синтез-газ (8, 9) из головной секции (2) содержит избыток азота по меньшей мере 25% относительно количества, требующегося по молярному стехиометрическому отношению "водород/азот", равному 3.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором по меньшей мере 50% продувочного потока (14) подвергают второй очистке.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором вторая очистка включает по меньшей мере один процесс, выбранный из: криогенного разделения; фильтрование через мембраны, проницаемые для водорода и непроницаемые для инертных газов; адсорбции материалами, имеющими высокое сродство к упомянутым инертным газам и низкое сродство к водороду.
5. Способ по п. 4, в котором вторую очистку выполняют посредством многоступенчатого процесса, включающего криогенное разделение или фильтрование через мембрану и имеющего, соответственно, несколько ступеней криогенного разделения или разделения фильтрованием через мембрану, работающих при различных давлениях, в результате которого получается несколько потоков (15, 15а, 16, 18), содержащих извлеченный водород при различающихся давлениях.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором по меньшей мере один поток, содержащий извлеченный водород, повторно вводят (15, 15а, 16) в процесс непосредственно на стадии синтеза и/или посредством объединения (18) с потоком (8, 9) газа, который подвергают первой криогенной очистке.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором часть потока (8, 9) газа из головной секции (2) подвергают первой криогенной очистке, а оставшуюся часть (20) этого потока (8, 9) непосредственно подвергают второй очистке, вместе с продувочным потоком (14), отведенным из контура синтеза, причем эта вторая очистка включает процесс криогенного разделения.
8. Способ по п. 7, в котором вторая криогенная очистка включает ступень очистки низкого давления, выполняемой на уровне давления приблизительно или выше минимального давления среди: давления входного потока первой очистки (9), давления выходного потока первой очистки (10) и давления на входе ступени (5а) сжатия синтез-газа (10), а оставшуюся часть (20) потока (8, 9) подают в упомянутую ступень очистки низкого давления.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором часть (19) потока (17) отходов из второй ступени очистки возвращают в процесс, объединяя с потоком (8, 9) газа из головной секции (2).
10. Установка синтеза аммиака из подпиточного газа, содержащего водород и азот, включающая
головную секцию (2), обеспечивающую получение синтез-газа (8), содержащего водород и азот в молярном отношении менее 3;
первую секцию (4) криогенной очистки, предназначенную для удаления азота из синтез-газа (8) и повышения молярного отношения "водород/азот" в этом газе до заданной величины;
компрессорный узел (5) для поднятия давления синтез-газа до давления синтеза;
контур (6) синтеза, работающий при указанном давлении синтеза, формирующий поток (13) аммиака и продувочный поток (14), содержащий водород и инертные газы,
отличающаяся тем, что она содержит вторую секцию (7) очистки, приспособленную для извлечения водорода и для питания ее по меньшей мере одной частью продувочного потока (14), причем вторая секция (7) обеспечивает получение по меньшей мере одного потока (15, 16, 18), который содержит извлеченный водород и который возвращается в установку.
11. Способ модернизации установки синтеза аммиака из подпиточного газа, содержащего водород и азот, включающей
головную секцию (2), вырабатывающую синтез-газ (8, 9), содержащий водород и азот в молярном отношении менее 3;
секцию (4) криогенной очистки, удаляющую азот из синтез-газа (9) для повышения молярного отношения "воддород/азот"до заданной величины;
компрессорный узел (5) для поднятия давления синтез-газа до заданного давления синтеза;
контур (6) синтеза, работающий при упомянутом давлении синтеза, вырабатывающий поток (13) аммиака и продувочный поток (14), содержащий водород и инертные газы,
отличающийся тем, что:
добавляют узел (7) извлечения, предназначенный для отделения водорода, на который подается по меньшей мере часть продувочного потока (14), и который формирует по меньшей мере один поток (15, 15а, 16, 18), содержащий извлеченный водород, и поток (17) отходов, содержащий инертные газы; и
монтируют линию для возвращения в установку по меньшей мере части из упомянутого по меньшей мере одного потока (15, 15а, 16, 18), содержащего извлеченный водород.
