[go: up one dir, main page]

RU2010126229A - Повышение эффективности способов получения аммиака - Google Patents

Повышение эффективности способов получения аммиака Download PDF

Info

Publication number
RU2010126229A
RU2010126229A RU2010126229/05A RU2010126229A RU2010126229A RU 2010126229 A RU2010126229 A RU 2010126229A RU 2010126229/05 A RU2010126229/05 A RU 2010126229/05A RU 2010126229 A RU2010126229 A RU 2010126229A RU 2010126229 A RU2010126229 A RU 2010126229A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shell
ammonia
heat exchanger
section
flow channel
Prior art date
Application number
RU2010126229/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2469953C2 (ru
Inventor
Шаши П. СИНГХ (US)
Шаши П. СИНГХ
Юэ ЦЗИН (US)
Юэ ЦЗИН
Original Assignee
КЕЛЛОГГ БРАУН ЭНД РУТ ЭлЭлСи (US)
КЕЛЛОГГ БРАУН ЭНД РУТ ЭлЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by КЕЛЛОГГ БРАУН ЭНД РУТ ЭлЭлСи (US), КЕЛЛОГГ БРАУН ЭНД РУТ ЭлЭлСи filed Critical КЕЛЛОГГ БРАУН ЭНД РУТ ЭлЭлСи (US)
Publication of RU2010126229A publication Critical patent/RU2010126229A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2469953C2 publication Critical patent/RU2469953C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01CAMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
    • C01C1/0405Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
    • C01C1/0417Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst characterised by the synthesis reactor, e.g. arrangement of catalyst beds and heat exchangers in the reactor
    • C01C1/0423Cold wall reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B01J8/0446Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
    • B01J8/0461Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical annular shaped beds
    • B01J8/0469Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical annular shaped beds the beds being superimposed one above the other
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01CAMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
    • C01C1/0405Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/10Arrangements for using waste heat
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00212Plates; Jackets; Cylinders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/0053Controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

1. Система для получения аммиака, содержащая: ! реактор, включающий: ! первую оболочку, имеющую два или более отдельных слоев катализатора, размещенных в ней; ! вторую оболочку, расположенную вокруг первой оболочки; и ! проточный канал, размещенный внутри первой оболочки, причем два или более отдельных слоев катализатора внутри первой оболочки размещены вокруг проточного канала; ! первый теплообменник, расположенный снаружи реактора и находящийся в сообщении по текучей среде с первой оболочкой; и ! второй теплообменник, расположенный снаружи реактора и находящийся в сообщении по текучей среде со второй оболочкой. ! 2. Система по п.1, в которой первая и вторая оболочки являются концентрическими относительно друг друга. ! 3. Система по п.1, в которой первая оболочка, вторая оболочка и проточный канал являются концентрическими относительно друг друга. ! 4. Система по п.1, в которой каждая из первой оболочки и второй оболочки включает первую секцию и вторую секцию, причем первая секция имеет большее поперечное сечение, чем поперечное сечение второй секции. ! 5. Система для получения аммиака, содержащая: ! первый вмещающий объем, расположенный внутри второго вмещающего объема; ! два или более отдельных слоев катализатора, расположенных внутри первого вмещающего объема; ! проточный канал, по меньшей мере частично расположенный внутри первого вмещающего объема, причем проточный канал и первый вмещающий объем образуют кольцевой зазор между собой; ! первый теплообменник, расположенный снаружи первого и второго вмещающих объемов; ! второй теплообменник, расположенный снаружи первого и второго вмещающих объемов, причем пр�

Claims (20)

1. Система для получения аммиака, содержащая:
реактор, включающий:
первую оболочку, имеющую два или более отдельных слоев катализатора, размещенных в ней;
вторую оболочку, расположенную вокруг первой оболочки; и
проточный канал, размещенный внутри первой оболочки, причем два или более отдельных слоев катализатора внутри первой оболочки размещены вокруг проточного канала;
первый теплообменник, расположенный снаружи реактора и находящийся в сообщении по текучей среде с первой оболочкой; и
второй теплообменник, расположенный снаружи реактора и находящийся в сообщении по текучей среде со второй оболочкой.
2. Система по п.1, в которой первая и вторая оболочки являются концентрическими относительно друг друга.
3. Система по п.1, в которой первая оболочка, вторая оболочка и проточный канал являются концентрическими относительно друг друга.
4. Система по п.1, в которой каждая из первой оболочки и второй оболочки включает первую секцию и вторую секцию, причем первая секция имеет большее поперечное сечение, чем поперечное сечение второй секции.
5. Система для получения аммиака, содержащая:
первый вмещающий объем, расположенный внутри второго вмещающего объема;
два или более отдельных слоев катализатора, расположенных внутри первого вмещающего объема;
проточный канал, по меньшей мере частично расположенный внутри первого вмещающего объема, причем проточный канал и первый вмещающий объем образуют кольцевой зазор между собой;
первый теплообменник, расположенный снаружи первого и второго вмещающих объемов;
второй теплообменник, расположенный снаружи первого и второго вмещающих объемов, причем проточный канал находится в сообщении по текучей среде с первым вмещающим объемом на первом своем конце и в сообщении по текучей среде с первым теплообменником на втором своем конце, и второй теплообменник находится в сообщении по текучей среде со вторым вмещающим объемом.
6. Система по п.5, в которой первый вмещающий объем и второй вмещающий объем являются концентрическими относительно друг друга.
7. Система по п.5, в которой первый вмещающий объем, второй вмещающий объем и проточный канал являются концентрическими относительно друг друга.
8. Система по п.5, в которой каждый из первого вмещающего объема и второго вмещающего объема содержит первую секцию и вторую секцию, причем первая секция имеет большее поперечное сечение, чем поперечное сечение второй секции.
9. Способ получения аммиака, содержащий этапы, на которых:
распределяют подаваемый газ, содержащий азот и водород, в конвертор аммиака, причем конвертор содержит:
первую оболочку, имеющую два или более отдельных слоев катализатора, размещенных в ней;
вторую оболочку, расположенную вокруг первой оболочки;
первый теплообменник, расположенный снаружи первой оболочки и находящийся в сообщении по текучей среде с ней;
второй теплообменник, расположенный снаружи второй оболочки и находящийся в сообщении по текучей среде с ней; и
проточный канал, расположенный внутри первой оболочки, причем два или более отдельных слоев катализатора внутри первой оболочки размещены вокруг проточного канала, причем первую часть подаваемого газа вводят в первую оболочку, и вторую часть подаваемого газа вводят во вторую оболочку;
обеспечивают реакцию первой части подаваемого газа в присутствии катализатора для получения аммиачного выходного потока;
обеспечивают передачу по меньшей мере части теплоты реакции из аммиачного выходного потока для получения пара внутри первого теплообменника;
обеспечивают передачу по меньшей мере части теплоты реакции от аммиачного выходного потока второй части подаваемого газа внутри второго теплообменника;
вводят нагретую вторую часть подаваемого газа в первую оболочку; и
обеспечивают реакцию нагретой второй части подаваемого газа в присутствии катализатора.
10. Способ по п.9, в котором пар имеет давление от около 10300 кПа до около 12500 кПа.
11. Способ по п.9, в котором аммиачный выходной поток имеет температуру от около 440°С до около 465°С.
12. Способ по п.9, в котором аммиачный выходной поток имеет давление от около 13500 кПа до около 19000 кПа.
13. Способ по п.9, в котором аммиачный выходной поток охлаждают во втором теплообменнике до температуры от около 335°С до около 385°С.
14. Способ по п.9, в котором первая часть составляет от около 40 об.% до около 52 об.% подаваемого газа.
15. Способ по п.9, в котором вторая часть внутри второй оболочки имеет температуру от около 120°С до около 160°С.
16. Способ по п.9, в котором катализатор включает магнетит, один или более металлов платиновой группы, их производные или комбинации.
17. Способ по п.9, в котором от около 45 об.% до около 55 об.% аммиачного выходного потока используют для нагревания второй части подаваемого газа.
18. Способ модернизации системы для получения аммиака, причем система включает конвертор аммиака, имеющий внутреннее обменное устройство для нагревания аммиачного подаваемого газа, обменное устройство для передачи теплоты от аммиачного продукта потоку технологических отходов, причем способ содержит этапы, на которых:
удаляют внутреннее обменное устройство из конвертора;
передают теплоту от аммиачного продукта для получения пара высокого давления внутри первого теплообменника, размещенного снаружи конвертора;
передают теплоту от аммиачного продукта аммиачному подаваемому газу внутри второго теплообменника, размещенного снаружи конвертора; и
возвращают нагретый аммиачный подаваемый газ в конвертор.
19. Способ по п.18, в котором пар высокого давления имеет давление от около 10300 кПа до около 12500 кПа.
20. Способ по п.18, в котором аммиачный продукт имеет температуру от около 440°С до около 465°С.
RU2010126229/05A 2007-11-26 2008-09-08 Система для получения аммиака (варианты), способ получения аммиака и способ модернизации системы для получения аммиака RU2469953C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US99020707P 2007-11-26 2007-11-26
US60/990,207 2007-11-26
US12/107,506 US7867460B2 (en) 2007-11-26 2008-04-22 Efficiency of ammonia processes
US12/107,506 2008-04-22
PCT/US2008/010478 WO2009070189A1 (en) 2007-11-26 2008-09-08 Improving efficiency of ammonia processes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010126229A true RU2010126229A (ru) 2012-01-10
RU2469953C2 RU2469953C2 (ru) 2012-12-20

Family

ID=40669885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010126229/05A RU2469953C2 (ru) 2007-11-26 2008-09-08 Система для получения аммиака (варианты), способ получения аммиака и способ модернизации системы для получения аммиака

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7867460B2 (ru)
EP (1) EP2231510B1 (ru)
JP (1) JP2011505314A (ru)
CN (1) CN101925531B (ru)
AU (1) AU2008330210B2 (ru)
BR (1) BRPI0820256B1 (ru)
CA (1) CA2706417C (ru)
EG (1) EG25414A (ru)
RU (1) RU2469953C2 (ru)
WO (1) WO2009070189A1 (ru)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8377154B2 (en) * 2010-05-18 2013-02-19 Kellogg Brown & Root Llc Gasification system and process for maximizing production of syngas and syngas-derived products
EP2662133A1 (en) * 2012-05-09 2013-11-13 Casale Chemicals S.A. A method for revamping a secondary reformer
CN103351006A (zh) * 2013-07-01 2013-10-16 太仓市恒益医药化工原料厂 一种用于氨的制备工艺
US9561968B2 (en) 2013-08-07 2017-02-07 Kellogg Brown & Root Llc Methods and systems for producing and processing syngas in a pressure swing adsorption unit and making ammonia therefrom
WO2015019473A1 (ja) * 2013-08-08 2015-02-12 トヨタ自動車株式会社 アンモニア合成方法
US9958211B2 (en) 2015-03-12 2018-05-01 Bayotech, Inc. Nested-flow heat exchangers and chemical reactors
EP3115338A1 (en) * 2015-07-07 2017-01-11 Casale SA A method for revamping an ammonia converter
DE102017205780A1 (de) 2017-04-05 2018-10-11 Thyssenkrupp Ag Verfahren zum Herstellen von Synthesegas sowie Synthesegas-Kühlungsanordnung und Verwendung
US10960375B2 (en) * 2017-07-27 2021-03-30 Kellogg Brown & Root Llc. Method for revamping vertical converters having a flanged pressure shell extension for housing an internal heat exchanger
DE102018108989A1 (de) * 2018-04-16 2019-10-17 Thyssenkrupp Ag Industrieanlage mit Anfahrofen und Verfahren zum Initiieren chemischer Reaktionen
DE102019202893A1 (de) * 2019-03-04 2020-09-10 Thyssenkrupp Ag Verfahren zur Herstellung von Ammoniak
CN110243086A (zh) * 2019-07-03 2019-09-17 浙江工业大学 基于自热氨合成反应器热量回收的太阳能热化学储能系统
US20250153127A1 (en) * 2022-02-23 2025-05-15 Ammpower America Llc Ammonia synthesis converter and method for small production units

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1542029B1 (de) * 1966-10-20 1970-07-23 Basf Ag Kuehlsystem fuer die Wand eines Reaktors
DE2862117D1 (en) * 1977-08-22 1983-01-13 Ici Plc Ammonia production process
US4230680A (en) * 1978-07-17 1980-10-28 Pullman Incorporated Low energy process for synthesis of ammonia
IT1123468B (it) * 1979-07-13 1986-04-30 Zardi Umberto Reattore assiale-radiale per sintesi eterogenee
DE3066990D1 (en) * 1979-09-14 1984-04-19 Ici Plc Synthesis reactor and processes
US4482523A (en) 1983-11-14 1984-11-13 The M. W. Kellogg Company Ammonia synthesis converter
IN165082B (ru) * 1985-05-15 1989-08-12 Ammonia Casale Sa
US4735780A (en) 1986-07-15 1988-04-05 The M. W. Kellogg Company Ammonia synthesis converter
IN170750B (ru) * 1986-07-15 1992-05-09 Kellogg M W Co
US5254316A (en) * 1988-12-21 1993-10-19 Ammonia Casale S.A. Reactors for heterogeneous synthesis
AU8539091A (en) * 1990-09-24 1992-04-15 C F Braun Inc. High conversion ammonia synthesis
RU2192388C2 (ru) 1998-03-05 2002-11-10 Хальдор Топсеэ А/С Способ и конвертер для получения аммиака
US7081230B2 (en) * 2002-11-15 2006-07-25 Kellogg Brown & Root Llc Split-flow, vertical ammonia converter
MX2007001173A (es) * 2004-01-15 2007-09-25 Methanol Casale Sa Reactor catalitico de lecho fijo.

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009070189A1 (en) 2009-06-04
US20090136391A1 (en) 2009-05-28
EP2231510B1 (en) 2018-05-23
CN101925531B (zh) 2016-02-24
BRPI0820256A2 (pt) 2015-06-16
JP2011505314A (ja) 2011-02-24
AU2008330210B2 (en) 2013-09-26
BRPI0820256B1 (pt) 2019-01-02
CA2706417C (en) 2015-03-24
US7867460B2 (en) 2011-01-11
EP2231510A1 (en) 2010-09-29
EP2231510A4 (en) 2013-11-27
AU2008330210A1 (en) 2009-06-04
RU2469953C2 (ru) 2012-12-20
CA2706417A1 (en) 2009-06-04
EG25414A (en) 2012-01-02
CN101925531A (zh) 2010-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2010126229A (ru) Повышение эффективности способов получения аммиака
CN111372675B (zh) 具有集成的热交换器的化学反应器
KR102730206B1 (ko) 수소 생성 시스템
KR20210116145A (ko) 수소 생성 시스템
CA2578622A1 (en) Catalytic reactor
KR20210116144A (ko) 수소 생성 시스템
EA201000156A1 (ru) Способ проведения эндотермической реакции
WO2009116977A3 (en) Tube reactor
CN109850918A (zh) 一种合成氨反应器及工艺
CN104955558A (zh) 利用内床冷却的隔热的多床催化转换器
HRP20231342T1 (hr) Reformiranje ugljikovodika parom ili suhom reakcijom
WO2011026713A3 (en) Vertical isothermal shell-and-tube reactor
CN101172577A (zh) 甲醇分解反应器
GB1089353A (en) Synthesis reaction apparatus
GB0911101D0 (en) Gas to liquid heat pipe heat exchanger
JP7763444B2 (ja) アンモニアガス予備加熱機能を有するアンモニア分解反応器
CN111017874B (zh) 一种流体制备系统
FR2924358B1 (fr) Nouveau reacteur permettant la mise en oeuvre de reactions a tres haute temperature et haute pression
DE60332529D1 (de) Reaktionsapparatur mit wärmetauscher
CN103910604B (zh) 甲醇合成塔出口高温气体的处理工艺和甲醇合成系统
CN102992265B (zh) 具有集成式蒸汽产生管束的产氢换热器反应器
CN106610237A (zh) 一种新型二氧化碳冷却装置
CN117753359A (zh) 一种多套管氨分解反应器及系统
CN108671860A (zh) 一种热增压加氢反应系统
CN114804027A (zh) 一种沼气自热重整多孔介质反应装置

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20170808

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20211217

Effective date: 20211217