RU2196733C1 - Method of production of ammonia - Google Patents
Method of production of ammonia Download PDFInfo
- Publication number
- RU2196733C1 RU2196733C1 RU2001113712/12A RU2001113712A RU2196733C1 RU 2196733 C1 RU2196733 C1 RU 2196733C1 RU 2001113712/12 A RU2001113712/12 A RU 2001113712/12A RU 2001113712 A RU2001113712 A RU 2001113712A RU 2196733 C1 RU2196733 C1 RU 2196733C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- methane
- amount
- sulfur compounds
- purification
- Prior art date
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 28
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 20
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- NLOAOXIUYAGBGO-UHFFFAOYSA-N C.[O] Chemical compound C.[O] NLOAOXIUYAGBGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к процессам химической технологии, а именно к способам производства аммиака. The invention relates to processes of chemical technology, and in particular to methods for the production of ammonia.
Известен способ получения аммиака из углеводородного сырья, водяных паров, воздуха, кислорода, включающий очистку сырья от соединений серы, парокислородовоздушную каталитическую конверсию метана в шахтном конверторе, конверсию оксида углерода, очистку полученной сероводородной смеси от кислородсодержащих соединений, компримирование, проведение синтеза в замкнутом цикле /1/. A known method of producing ammonia from hydrocarbon raw materials, water vapor, air, oxygen, including the purification of raw materials from sulfur compounds, steam-oxygen-catalytic conversion of methane in a shaft converter, the conversion of carbon monoxide, purification of the obtained hydrogen sulfide mixture from oxygen-containing compounds, compression, synthesis in a closed loop / 1/.
Данный способ требует расхода технического кислорода для проведения конверсии метана. This method requires the consumption of technical oxygen for the conversion of methane.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является способ получения аммиака из углеводородного сырья, водяных паров, воздуха, включающий компримирование и очистку сырья от соединений серы, паровую и паровоздушную каталитическую конверсию метана, конверсию оксида углерода, очистку полученной азотоводородной смеси от кислородсодержащих соединений, компримирование, синтез аммиака в замкнутом цикле, использование неочищенного от соединений серы сырья в качестве топлива, утилизацию тепла, полученного в результате сжигания топлива, и сброс дымовых газов в окружающую среду /2/. The closest in technical essence and the achieved result to the described invention is a method for producing ammonia from hydrocarbon raw materials, water vapor, air, including compression and purification of raw materials from sulfur compounds, steam and steam-air catalytic conversion of methane, conversion of carbon monoxide, purification of the obtained nitrogen-hydrogen mixture from oxygen-containing compounds, compression, ammonia synthesis in a closed cycle, the use of raw materials not purified from sulfur compounds as a fuel, utilization of t pla resulting from fuel combustion and flue gases released to the environment / 2 /.
Указанный способ характеризуется высоким удельным расходом углеводородного сырья вследствие подачи на паровоздушную конверсию метана кислорода воздуха в объеме большем, чем это требуется. Кислород связывается с водородом и затем выводится из системы в виде воды. Меньше подавать кислорода нельзя, так как количество подаваемого на паровоздушную конверсию метана кислорода воздуха зависит от стехиометрического соотношения между основными компонентами газовой смеси, которое должно быть (Н2+СО):N2=3,0...3,04.The specified method is characterized by a high specific consumption of hydrocarbon raw materials due to the supply to the steam-air conversion of methane oxygen in the air in a volume greater than is required. Oxygen binds to hydrogen and is then removed from the system in the form of water. It is impossible to supply oxygen less, since the amount of air oxygen supplied to the steam-air conversion of methane depends on the stoichiometric ratio between the main components of the gas mixture, which should be (Н 2 + СО): N 2 = 3.0 ... 3.04.
Задачей изобретения является снижение удельного расхода углеводородного сырья и уменьшение количества выбрасываемых в атмосферу дымовых газов. The objective of the invention is to reduce the specific consumption of hydrocarbons and to reduce the amount of flue gases emitted into the atmosphere.
Поставленная задача достигается тем, что в способе получения аммиака из углеводородного сырья, водяных паров и воздуха, включающем компримирование и очистку сырья от соединения серы, паровую и паровоздушную каталитическую конверсию метана, конверсию оксида углерода, очистку полученной азотоводородной cмеси от кислородсодержащих соединений, компримирование, синтез аммиакa в замкнутом цикле, использование неочищенного от соединений серы сырья в качестве топлива, утилизацию тепла домовых газов и выброс их в окружающую среду, согласно изобретению часть компримированного сырья, прошедшего очистку от соединений серы, сжигают в смеси с компримированным воздухом, а полученные дымовые газы после утилизации их тепла направляют на паровоздушную каталитическую конверсию метана. The problem is achieved in that in a method for producing ammonia from hydrocarbon raw materials, water vapor and air, including compression and purification of raw materials from sulfur compounds, steam and steam-air catalytic conversion of methane, conversion of carbon monoxide, purification of the obtained nitrogen-hydrogen mixture from oxygen-containing compounds, compression, synthesis ammonia in a closed cycle, the use of raw materials unrefined from sulfur compounds as fuel, the utilization of heat from house gases and their release into the environment, according to Bretenoux portion of compressed feed passing purification from sulfur compounds is burnt in a mixture with on compressed air, and the resulting flue gases, after utilization of its heat is directed to an air-steam catalytic conversion of methane.
Величина части сырья, прошедшего очистку от соединений серы и направляемой на сжигание с воздухом, равна 0,001...0,048 от количества углеводородного сырья. Количество дымовых газов, направляемых на конверсию метана, равно 0,0146...1,685 от количества воздуха, направляемого на паровоздушную каталитическую конверсию метана. The value of part of the feedstock that has been purified from sulfur compounds and sent to combustion with air is equal to 0.001 ... 0.048 of the amount of hydrocarbon feedstock. The amount of flue gas sent to the methane conversion is equal to 0.0146 ... 1.685 of the amount of air sent to the steam-air catalytic conversion of methane.
Сущность изобретения поясняется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. Мощность агрегата производства аммиака 57,95 т/ч. Аммиак получают из углеводородного сырья, водяных паров и воздуха, которые компримируют до давления 43,3 кг/см2, очищают сырье от соединений серы, проводят паровую и паровоздушную каталитическую конверсию метана, конверсию оксида углерода, очистку полученной азотоводородной смеси от кислородсодержащих соединений, компримируют до давления 335 кг/см2, проводят синтез аммиака в замкнутом цикле, используют неочищенное от соединений серы сырье в качестве топлива, утилизируют тепло дымовых газов и выделяют последние в окружающую среду. Часть компримированного сырья, прошедшего очистку от соединений серы в количестве 59,704 нм3/ч (0,001 от количества углеводородного сырья), сжигают в смеси с компримированным воздухом, а полученные дымовые газы в количестве 727,9 нм3/ч (0,0146 от количества воздуха, направляемого на паровоздушную каталитическую конверсию метана) подают на паровоздушную каталитическую конверсию метана.Example 1. The capacity of the ammonia production unit is 57.95 t / h. Ammonia is obtained from hydrocarbon raw materials, water vapor and air, which compress to a pressure of 43.3 kg / cm 2 , purify sulfur compounds from raw materials, conduct methane steam and steam-air catalytic conversion, carbon monoxide conversion, purify the obtained nitrogen-hydrogen mixture from oxygen-containing compounds, compress up to a pressure of 335 kg / cm 2 , ammonia is synthesized in a closed cycle, raw materials unrefined from sulfur compounds are used as fuel, the heat of flue gases is utilized, and the latter is released into the environment. A portion of the compressed feed that has been purified from sulfur compounds in an amount of 59.704 nm 3 / h (0.001 of the amount of hydrocarbon feed) is burnt in a mixture with compressed air, and the resulting flue gas in an amount of 727.9 nm 3 / h (0.0146 of the amount air directed to the steam-air catalytic conversion of methane) is supplied to the steam-air catalytic conversion of methane.
Осуществить сжигание с воздухом углеводородного сырья, прошедшего очистку от соединений серы, можно, используя подогреватель природного газа перед сероочисткой. В подогревателе сжигается 1149,42 нм3/ч природного газа и получается 14000 нм3/ч дымовых газов с температурой 200oС.It is possible to carry out the burning of hydrocarbon raw materials with air that has been purified from sulfur compounds using a natural gas heater before desulfurization. In the heater, 1149.42 nm 3 / h of natural gas is burned and 14000 nm 3 / h of flue gases with a temperature of 200 o C. is obtained.
В результате использования изобретения, по сравнению с прототипом, количество газовых выбросов в атмосферу сокращается на 0,18%, а удельный расход углеводородного сырья уменьшается на 0,12% (определено с использованием уравнения "квазипрямого перехода") /3/. As a result of using the invention, compared with the prototype, the amount of gas emissions into the atmosphere is reduced by 0.18%, and the specific consumption of hydrocarbons is reduced by 0.12% (determined using the equation of "quasi-direct transition") / 3 /.
Пример 2. Исходные данные в примере 2 те же, что и в примере 1, за исключением того, что количество добавляемых дымовых газов равно 34808,31 нм3/ч (1,685 по сравнению с количеством воздуха, направляемого на паровоздушную каталитическую конверсию метана). При таком количестве дымовых газов тепло, получаемое в результате экзотермических реакций, равно количеству тепла, потребляемого эндотермическими реакциями во время проведения паровоздушной конверсии метана, и увеличение объема дымовых газов выше указанного предела нецелесообразно. При этом количество компримированного углеводородного сырья, прошедшего счистку от соединений серы и сжигаемого в смеси с компримированным воздухом, будет равно 2857,825 нм3/ч (0,048 от количества углеводородного сырья).Example 2. The initial data in example 2 are the same as in example 1, except that the amount of added flue gas is 34808.31 nm 3 / h (1,685 compared with the amount of air sent to the steam-air catalytic conversion of methane). With such a quantity of flue gases, the heat generated as a result of exothermic reactions is equal to the amount of heat consumed by the endothermic reactions during the steam-air conversion of methane, and an increase in the volume of flue gases above the specified limit is impractical. At the same time, the amount of compressed hydrocarbon feed that has been cleaned from sulfur compounds and burned in a mixture with compressed air will be 2857.825 nm 3 / h (0.048 of the amount of hydrocarbon feed).
Осуществить сжигание с воздухом углеводородного сырья, прошедшего очистку от соединений серы, можно, используя трубчатую печь. В печи сжигается 24126 нм3/ч природного газа и получается 350000 нм3/ч дымовых газов с температурой 160oС,
Удельный расход углеводородного сырья уменьшится на 5,71%.It is possible to carry out the combustion with air of hydrocarbon feedstocks that have been purified from sulfur compounds using a tube furnace. 24126 nm 3 / h of natural gas is burned in the furnace and 350,000 nm 3 / h of flue gases with a temperature of 160 o C are obtained,
The specific consumption of hydrocarbons will decrease by 5.71%.
Таким образом, указанные в изобретении отличительные признаки позволяют достичь уменьшения углеводородного сырья за счет использования дымовых газов как сырьевого компонента, снизить выбросы в атмосферу, а также утилизировать тепло отходящих дымовых газов. Thus, the distinguishing features indicated in the invention make it possible to reduce hydrocarbon feedstock by using flue gases as a raw material component, reduce atmospheric emissions, and also utilize the heat of the exhaust flue gases.
Из примеров видно, что за пределами указанных границ 0,001...0,048 и 0,0146...1,685 достичь ощутимого экономического эффекта нельзя. При значениях меньше 0,001 и 0,0146 эффект мал вследствие значений, приближающихся к нулю, а при значениях выше 0,048 и 1,685 невозможно будет проводить паровоздушную каталитическую конверсию метана, так как не будет хватать тепла на проведение эндотермических реакций. It can be seen from the examples that beyond the specified boundaries of 0.001 ... 0.048 and 0.0146 ... 1.685, a tangible economic effect cannot be achieved. At values less than 0.001 and 0.0146, the effect is small due to values approaching zero, and at values above 0.048 and 1.685 it will be impossible to conduct steam-air catalytic conversion of methane, since there will not be enough heat to carry out endothermic reactions.
Источники информации
1. Справочник азотчика. - М., 1967, т.1, с. 95-98, 211, 366.Sources of information
1. Directory of nitrogen. - M., 1967, v. 1, p. 95-98, 211, 366.
2. Справочник азотчика. - М.: Химия, 1986, с. 83-84, 213, 222, 360-364. 2. Directory of nitrogen. - M .: Chemistry, 1986, p. 83-84, 213, 222, 360-364.
3. Лейтес и др. Теория и практика химической энерготехнологии, М.: Химия, 1988, c. 165-166. 3. Leites and others. Theory and practice of chemical energy technology, M .: Chemistry, 1988, p. 165-166.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001113712/12A RU2196733C1 (en) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | Method of production of ammonia |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001113712/12A RU2196733C1 (en) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | Method of production of ammonia |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2196733C1 true RU2196733C1 (en) | 2003-01-20 |
Family
ID=20249835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001113712/12A RU2196733C1 (en) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | Method of production of ammonia |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2196733C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445262C1 (en) * | 2011-01-11 | 2012-03-20 | Дмитрий Львович Астановский | Method of producing ammonia |
| RU2571147C1 (en) * | 2014-06-09 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method of methane conversion |
| DE112021000181T5 (en) | 2020-02-20 | 2022-09-29 | Anatoly Yakovlevich Stolyarevsky | PROCESS FOR PRODUCTION OF A METHANE-HYDROGEN MIXTURE |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4578214A (en) * | 1984-02-06 | 1986-03-25 | C F Braun & Co. | Process for ammonia syngas manufacture |
| DE3630311A1 (en) * | 1986-09-05 | 1988-03-17 | Linde Ag | Process for preparing ammonia and carbon dioxide |
| RU2117520C1 (en) * | 1998-03-20 | 1998-08-20 | Майер Виктор Викторович | Method of processing natural gas to produce methanol |
-
2001
- 2001-05-23 RU RU2001113712/12A patent/RU2196733C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4578214A (en) * | 1984-02-06 | 1986-03-25 | C F Braun & Co. | Process for ammonia syngas manufacture |
| DE3630311A1 (en) * | 1986-09-05 | 1988-03-17 | Linde Ag | Process for preparing ammonia and carbon dioxide |
| RU2117520C1 (en) * | 1998-03-20 | 1998-08-20 | Майер Виктор Викторович | Method of processing natural gas to produce methanol |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Справочник азотчика. - М.: Химия, 1986, с.360-364, 83,85, 213 и 222. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445262C1 (en) * | 2011-01-11 | 2012-03-20 | Дмитрий Львович Астановский | Method of producing ammonia |
| RU2571147C1 (en) * | 2014-06-09 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method of methane conversion |
| DE112021000181T5 (en) | 2020-02-20 | 2022-09-29 | Anatoly Yakovlevich Stolyarevsky | PROCESS FOR PRODUCTION OF A METHANE-HYDROGEN MIXTURE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2344069C2 (en) | Method of hydrogen formation from methane containing gas, specifically natural gas and relevant installation for method implementation | |
| CN110022964B (en) | Method for separating and fixing carbon dioxide and/or carbon monoxide in waste gas | |
| KR100483218B1 (en) | How to reduce nitrogen oxides in exhaust from gas turbine power generation | |
| CN114466815A (en) | Process for the conversion of carbon dioxide | |
| CN101244805B (en) | A method for preparing methanol synthesis gas by non-catalytic pure oxygen-steam conversion of coke oven gas | |
| Chein et al. | Thermodynamic analysis of syngas production via tri-reforming of methane and carbon gasification using flue gas from coal-fired power plants | |
| RU2011101927A (en) | DEVICE AND METHODS FOR HYDROGEN AND CARBON MONOXIDE TREATMENT | |
| JPH10231102A (en) | Steam reforming | |
| JPS6253396A (en) | Method and apparatus for producing synthetic gas | |
| RU2385836C2 (en) | Method of developing hydrogen energy chemical complex and device for its realisation | |
| RU2287056C1 (en) | Method for electric power generation in situ | |
| RU2004101734A (en) | MAGNETO-HYDRODYNAMIC METHOD FOR PRODUCING ELECTRIC ENERGY AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| MY161064A (en) | Method and apparatus for producing hydrogen-containing gas | |
| Slimane et al. | Production of hydrogen by superadiabatic decomposition of hydrogen sulfide | |
| CN115924845B (en) | Polygeneration method of circulating IGCC with complete capture of carbon dioxide and recovery of flue gas water | |
| RU2196733C1 (en) | Method of production of ammonia | |
| RU2664526C2 (en) | Energy-saving unified method for generating synthesis gas from hydrocarbons | |
| RU2184702C1 (en) | Method of ammonia production | |
| KR101501655B1 (en) | A refoming process of cokes oven gas for reducing CO2 | |
| RU72418U1 (en) | SYSTEM FOR PRODUCING HYDROGEN FROM BIOGAS | |
| JPS6039050B2 (en) | Methanol manufacturing method | |
| CN113226980A (en) | Method and apparatus for producing hydrogen, carbon monoxide and carbon-containing products | |
| JP2000272904A (en) | Environmentally friendly hydrogen production method | |
| RU2643542C1 (en) | Method of obtaining hydrogen from hydrocarbon feedstock | |
| RU2117627C1 (en) | Method of preparing methanol |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060524 |