Производство кондиционного синтез-газа для синтеза аммиака с криогенной очисткой

Классификация по МПК: C01B

Патентная информация
Заявка на изобретение №: 
2012112641
Дата публикации: 
Четверг, Октябрь 10, 2013

1. Способ получения кондиционного синтез-газа для производства аммиака, включающий стадии, на которых осуществляют:

конверсию углеводородного исходного сырья (11) с последующими стадиями конверсии CO, удаления CO2 и метанирования с получением потока (13) сырого кондиционного синтез-газа для производства аммиака, содержащего водород и азот;

обработку сырого синтез-газа в секции (2) криогенной очистки с получением потока (17) очищенного синтез-газа;

подачу жидкого потока (32), обогащенного азотом, при криогенной температуре в секцию криогенной очистки;

обеспечение косвенного теплообмена между синтез-газом и жидким потоком, обогащенным азотом, в криогенной секции, причем поток, обогащенный азотом, по меньшей мере частично испаряют для обеспечения охлаждения криогенной секции.

2. Способ по п.1, в котором жидкий поток (32), обогащенный азотом, по меньшей мере после частичного испарения в криогенной секции, получают на выходе из криогенной секции и смешивают с очищенным синтез-газом для обеспечения по меньшей мере частью азота, требуемой для корректировки соотношения водород/азот кондиционного синтез-газа для производства аммиака.

3. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию обработки воздушного потока (31) в устройстве (3) разделения воздуха с получением жидкого потока (32), обогащенного азотом, и потока (35), обогащенного кислородом.

4. Способ по п.3, в котором устройство (3) разделения воздуха обеспечивает получение жидкого потока (32), обогащенного азотом, и дополнительного потока (32а), обогащенного азотом, при температуре окружающей среды и в газообразном состоянии, причем количество азота, требуемое для корректировки соотношения HN кондиционного синтез-газа для производства аммиака, частично обеспечивают испаренным жидким потоком (34), обогащенным азотом, полученным на выпуске из криогенной секции, и частично потоком (32а), обогащенным азотом, при температуре окружающей среды.

5. Способ по п.3, в котором поток (35), обогащенный кислородом, используют как дополнительный окислитель в процессе конверсии посредством ввода его в аппарат вторичной конверсии секции (1) конверсии.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором:

охлаждают сырой синтез-газ (13) до криогенной температуры в главном теплообменнике (201) криогенной секции (2) с получением охлажденного сырого синтез-газа (14);

подают охлажденный сырой синтез-газ (14) в контактное устройство (202), в котором криогенным сжижением получают жидкую фракцию (19), содержащую загрязнения, и отделяют из синтез-газа;

получают очищенный синтез-газ (15) из контактного устройства (202) и дополнительно подвергают охлаждению и очистке в холодильнике (203), который охлаждают по меньшей мере частичным испарением жидкого потока (32), обогащенного азотом;

отбирают дополнительно очищенный синтез-газ (16) на выходе из холодильника и повторно нагревают в главном теплообменнике (201) посредством теплообмена с входящим сырым синтез-газом (13) и испаренным потоком (33) азота, отобранным из упомянутого холодильника.

7. Способ по п.6, в котором жидкую фракцию, содержащую загрязнения, дополнительно используют как охлаждающую среду (20) для главного теплообменника (201) криогенной секции (2).

8. Способ по п.1, в котором жидкий поток, обогащенный азотом, и/или поток, обогащенный азотом, при температуре окружающей среды, по существу представляют собой чистый азот.

9. Установка для получения кондиционного синтез-газа для производства аммиака, содержащая:

головную секцию, включающую секцию (1) конверсии, приспособленную для осуществления конверсии углеводородного исходного сырья и получения потока сырого синтез-газа для производства аммиака;

секцию (2) криогенной очистки для обработки сырого синтез-газа, полученного в головной секции;

средства подачи жидкого потока (32), обогащенного азотом, при криогенной температуре в секцию криогенной очистки для использования в качестве теплообменной среды для охлаждения секции криогенной очистки;

по меньшей мере один теплообменник (203, 201), предназначенный для косвенного теплообмена между синтез-газом и жидким потоком, обогащенным азотом, в криогенной секции (2), и выполненный с возможностью по меньшей мере частичного испарения в нем жидкого потока, обогащенного азотом, для обеспечения охлаждения криогенной секции.

10. Установка по п.9, дополнительно содержащая средства для получения испаренного потока (34), обогащенного азотом, на выходе из секции криогенной очистки и смешения этого потока, обогащенного азотом, с очищенным синтез-газом (17) для обеспечения по меньшей мере частью азота, требуемой для корректировки соотношения водород/азот кондиционного синтез-газа для производства аммиака.

11. Установка по п.9, содержащая устройство (3) разделения воздуха для обеспечения жидкого потока (32), обогащенного азотом, и второго потока (32а) азота при температуре окружающей среды для корректировки соотношения HN, и дополнительно потока (35), обогащенного кислородом, для подачи в качестве окислителя в секцию (1) конверсии.

12. Установка по п.11, в которой головная секция включает аппарат первичной конверсии, аппарат вторичной конверсии и оборудование для конверсии CO, удаления CO2 и метанирования, причем поток (35), обогащенный кислородом, подается в аппарат вторичной конверсии секции конверсии.

13. Установка по любому из пп.9-12, в которой криогенная секция (2) включает: контактное устройство, такое как колонна (202) криогенного холодильника; холодильник (203), выполненный с возможностью приема частично очищенного синтез-газа (15), полученного в контактном устройстве, и охлаждения жидким потоком (32), обогащенным азотом; главный теплообменник (201), выполненный с возможностью охлаждения входящего сырого синтез-газа (13) посредством теплообмена с одним или несколькими потоками, включающими потоки (33) азота, испаренного в упомянутом холодильнике, очищенного синтез-газа (16) и нижнего продукта (20), выходящего из контактного устройства.

14. Способ модернизации головной секции установки для производства аммиака, содержащей секцию (1) конверсии с по меньшей мере аппаратами первичной и вторичной конверсии для конверсии углеводородного исходного сырья в сырой кондиционный синтез-газ для производства аммиака, включающий по меньшей мере следующие стадии:

монтаж устройства (3) разделения воздуха, работающего параллельно с головной секцией;

обеспечение криогенной секции для обработки сырого синтез-газа, в том случае, если она отсутствовала в исходной установке;

обеспечение средств подачи жидкого потока (32), обогащенного азотом, полученного в устройстве разделения воздуха, в криогенную секцию для использования в качестве охлаждающей среды;

обеспечение подающей линии для потока (35), обогащенного кислородом, полученного в устройстве разделения воздуха, для увеличения производительности секции конверсии.