RU2843008C1 - Method of producing carbamide and apparatus for realizing said method - Google Patents
Method of producing carbamide and apparatus for realizing said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2843008C1 RU2843008C1 RU2024128604A RU2024128604A RU2843008C1 RU 2843008 C1 RU2843008 C1 RU 2843008C1 RU 2024128604 A RU2024128604 A RU 2024128604A RU 2024128604 A RU2024128604 A RU 2024128604A RU 2843008 C1 RU2843008 C1 RU 2843008C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- ammonia
- hydrogen
- unit
- carbon dioxide
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техники Field of technology
Группа изобретений относится к способу и установке получения карбамида из побочных продуктов нефте- или газопереработки и может быть использована в химической промышленности и в производстве удобрений.The group of inventions relates to a method and installation for obtaining urea from by-products of oil or gas processing and can be used in the chemical industry and in the production of fertilizers.
Предшествующий уровень техникиPrior art
Основным традиционным источником сырья для получения аммиака и, далее, карбамида, является природный газ (ПГ).The main traditional source of raw materials for obtaining ammonia and, subsequently, urea, is natural gas (NG).
Классический способ получения аммиака из природного газа включает очистку ПГ от соединений серы, двухступенчатую паровую (I ступень) и паровоздушную (II ступень) конверсию ПГ соответственно в трубчатой печи и в шахтном реакторе, двухступенчатую конверсию оксида углерода, очистку конвертированного газа от диоксида углерода, метанирование оксида и диоксида углерода, компрессию азотоводородной смеси, синтез аммиака при давлении свыше 30 МПа (Справочник азотчика. – М., Химия, 1986, т.1, с.83, 84, 113, 213, 222, 360-364).The classical method of obtaining ammonia from natural gas includes purification of natural gas from sulfur compounds, two-stage steam (stage I) and steam-air (stage II) conversion of natural gas in a tubular furnace and in a shaft reactor, respectively, two-stage conversion of carbon monoxide, purification of converted gas from carbon dioxide, methanation of carbon monoxide and dioxide, compression of the nitrogen-hydrogen mixture, and synthesis of ammonia at a pressure above 30 MPa (Azotchik Handbook. - M., Chemistry, 1986, v.1, pp.83, 84, 113, 213, 222, 360-364).
Недостатком использования природного газа в качестве сырья для получения аммиака является необходимость эффективной конверсии природного газа в оксиды углерода, что приводит к необходимости использования печи первичного риформинга – металлоемкого оборудования, потребляющего большое количество топливного газа. В среднем, на сжигание в печь риформинга подается 290 Нм3 топливного газа на тонну аммиака. Сжигание больших количеств природного газа приводит к увеличению выбросов парниковых газов в атмосферу, что снижает экологичность технологии. Кроме того, природный газ является первичным источником сырья: сэкономленный природный газ может быть полезно использован в других техпроцессах в качестве топлива.The disadvantage of using natural gas as a feedstock for producing ammonia is the need for efficient conversion of natural gas into carbon oxides, which necessitates the use of a primary reforming furnace – metal-intensive equipment that consumes large amounts of fuel gas. On average, 290 Nm3 of fuel gas per ton of ammonia is fed to the reforming furnace for combustion. Combustion of large amounts of natural gas leads to increased greenhouse gas emissions into the atmosphere, which reduces the environmental friendliness of the technology. In addition, natural gas is a primary source of raw materials: saved natural gas can be usefully used in other technological processes as fuel.
Таким образом, возникает проблема поиска альтернативных источников сырья, пригодного для получения аммиака. Thus, the problem of finding alternative sources of raw materials suitable for producing ammonia arises.
Кроме того, известно, что при использовании природного газа в качестве сырья для производства аммиака аммиак и углекислый газ не образуются в стехиометрических количествах для последующего синтеза карбамида, в результате чего образуется избыток аммиака по отношению к углекислому газу. Избыточный аммиак в таком случае захолаживают, что приводит к дополнительным энергетическим затратам. Таким образом, еще одной задачей является поиск дополнительного источника диоксида углерода.In addition, it is known that when using natural gas as a raw material for ammonia production, ammonia and carbon dioxide are not formed in stoichiometric quantities for subsequent urea synthesis, resulting in an excess of ammonia relative to carbon dioxide. In this case, excess ammonia is cooled, which leads to additional energy costs. Thus, another task is to find an additional source of carbon dioxide.
Широко известно, что на нефте- и газоперерабатывающих предприятиях побочным продуктом процессов дегидрирования углеводородов является водородсодержащий газ (ВСГ). На большинстве заводов ВСГ направляют на КЦА, где выделяют водород, который затем сжигают в качестве топлива. Такие технологии характеризуются низкой энергоэффективностью и экологичностью. It is widely known that at oil and gas processing plants, hydrogen-containing gas (HCG) is a by-product of hydrocarbon dehydrogenation processes. At most plants, HCG is sent to a PSA, where hydrogen is released, which is then burned as fuel. Such technologies are characterized by low energy efficiency and environmental friendliness.
Однако известны технические решения, раскрывающие использование ВСГ в качестве исходного сырья для получения аммиака и карбамида.However, technical solutions are known that disclose the use of VSH as a feedstock for the production of ammonia and urea.
Так, в патенте США US8932456 B2, опубл. 13.01.2015, раскрыт способ получения аммиака и карбамида из отходящего водородсодержащего газа продуктов нефтепереработки. В предложенном способе водородсодержащий газ получают из нефтяных фракций и затем направляют на паровой риформинг и на установку выделения водорода. Полученный поток водорода вместе с потоком азота, полученного на воздухоразделительной установке, направляют на синтез аммиака. Часть полученного аммиака используется далее для получения карбамида.Thus, US patent US8932456 B2, published 13.01.2015, discloses a method for obtaining ammonia and urea from hydrogen-containing waste gas of oil refining products. In the proposed method, hydrogen-containing gas is obtained from oil fractions and then sent to steam reforming and to a hydrogen separation unit. The resulting hydrogen flow, together with a nitrogen flow obtained at an air separation unit, is sent to ammonia synthesis. Part of the resulting ammonia is then used to obtain urea.
Недостатками предложенного изобретения является получение аммиака из потоков водорода и азота, полученных на сложных установках выделения водорода и разделения воздуха, что повышает металлоемкость технологии. В установках выделения водорода (таких как КЦА) часть водорода расходуется на процессы регенерации, что снижает эффективность технологии. Кроме того, паровой риформинг, использующийся для повышения содержания водорода в водородсодержащем газе, проводится при низких температурах, в связи с чем снижается степень конверсии углеводородов в водород, что снижает энергоэффективность технологии, уменьшает выход аммиака, использующегося далее для получения карбамида. Также паровой риформинг предполагает использование печи первичного риформинга – металлоемкого оборудования, потребляющего большое количество топливного газа. Сжигание больших количеств природного газа приводит к увеличению выбросов парниковых газов в атмосферу, что снижает экологичность технологии. Кроме того, природный газ является первичным источником сырья: сэкономленный природный газ может быть полезно использован в других техпроцессах в качестве топлива. Помимо этого, в предложенном решении отсутствует возможность гибкого регулирования мольных соотношений аммиака и диоксида углерода, направляемых на синтез карбамида – в связи с этим требуются дополнительные энергетические затраты на утилизацию избыточного аммиака.The disadvantages of the proposed invention include obtaining ammonia from hydrogen and nitrogen flows obtained in complex hydrogen extraction and air separation units, which increases the metal intensity of the technology. In hydrogen extraction units (such as PSA), part of the hydrogen is spent on regeneration processes, which reduces the efficiency of the technology. In addition, steam reforming, used to increase the hydrogen content in hydrogen-containing gas, is carried out at low temperatures, due to which the degree of conversion of hydrocarbons into hydrogen decreases, which reduces the energy efficiency of the technology, reduces the yield of ammonia, which is then used to obtain urea. Steam reforming also involves the use of a primary reforming furnace - metal-intensive equipment that consumes a large amount of fuel gas. Burning large quantities of natural gas leads to an increase in greenhouse gas emissions into the atmosphere, which reduces the environmental friendliness of the technology. In addition, natural gas is the primary source of raw materials: saved natural gas can be usefully used in other technological processes as fuel. In addition, the proposed solution does not provide the ability to flexibly regulate the molar ratios of ammonia and carbon dioxide sent to the synthesis of urea; therefore, additional energy costs are required to utilize excess ammonia.
Ближайшим аналогом (прототипом) изобретения является известный из патента РФ на изобретение RU 2710228 C1, опубл. 25.12.2019, способ получения аммиака и карбамида из водородсодержащего газа, образующегося как побочный продукт пиролиза этан-пропановой фракции. Полученный ВСГ, состоящий из метана и водорода, подают на КЦА, где выделяют водород, часть которого подают на синтез аммиака. Азот для получения аммиака получают на установке разделения воздуха. В предложенном способе не используется металлоемкая печь парового риформинга.The closest analogue (prototype) of the invention is the method for producing ammonia and urea from hydrogen-containing gas formed as a by-product of the pyrolysis of the ethane-propane fraction, known from the Russian Federation patent for invention RU 2710228 C1, published on 25.12.2019. The resulting HCG, consisting of methane and hydrogen, is fed to a PSA, where hydrogen is released, part of which is fed to the synthesis of ammonia. Nitrogen for producing ammonia is obtained at an air separation unit. The proposed method does not use a metal-intensive steam reforming furnace.
Недостатками предложенного изобретения является получение аммиака из потоков водорода и азота, полученных на сложных установках выделения водорода и разделения воздуха, что повышает металлоемкость технологии, снижает энергоэффективность. В установках выделения водорода (таких как КЦА) часть водорода расходуется на процессы регенерации, что снижает эффективность технологии. Кроме того, в предложенном способе в принципе не конвертируется оставшийся в ВСГ метан – его направляют на сжигание, что приводит к уменьшению выработки ценного продукта – водорода и, как следствие, к уменьшению выхода аммиака. Помимо этого, в предложенном решении отсутствует возможность гибкого регулирования мольных соотношений аммиака и диоксида углерода, направляемых на синтез карбамида – в связи с этим требуются дополнительные энергетические затраты на утилизацию избыточного аммиака.The disadvantages of the proposed invention are the production of ammonia from hydrogen and nitrogen flows obtained in complex hydrogen extraction and air separation units, which increases the metal consumption of the technology and reduces energy efficiency. In hydrogen extraction units (such as PSA), part of the hydrogen is spent on regeneration processes, which reduces the efficiency of the technology. In addition, the proposed method does not convert the methane remaining in the VSH in principle - it is sent for combustion, which leads to a decrease in the production of a valuable product - hydrogen and, as a consequence, to a decrease in the yield of ammonia. In addition, the proposed solution does not have the ability to flexibly regulate the molar ratios of ammonia and carbon dioxide sent to the synthesis of urea - in this regard, additional energy costs are required for the disposal of excess ammonia.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей и техническим результатом предложенного изобретения является повышение энергоэффективности и экологичности технологии получения карбамида из побочных продуктов нефте- и газопереработки при снижении металлоемкости, удельного энергопотребления, удельного расхода топливного газа, а также при остаточном содержании несконвертированных углеводородов после паровоздушного риформинга, не превышающем 1 об. %. Дополнительно, отсутствие необходимости использования металлоемкой установки разделения воздуха и металлоемкой печи первичного риформинга, потребляющей большое количество топливного газа; повышение экологичности технологии за счет полезного использования диоксида углерода из дымовых газов; возможность гибкого регулирования содержания водорода в синтез-газе аммиака; возможность получения карбамида из гибкорегулируемых количеств аммиака и диоксида углерода; увеличение производительности технологии получения карбамида на 57,2%; удельный расход топливного газа на сжигание, не превышающий 100 Нм3 на тонну аммиака, использующегося далее для получения карбамида.The objective and technical result of the proposed invention are to increase the energy efficiency and environmental friendliness of the technology for producing urea from by-products of oil and gas processing while reducing metal intensity, specific energy consumption, specific fuel gas consumption, and with a residual content of unconverted hydrocarbons after steam-air reforming not exceeding 1 vol.%. Additionally, there is no need to use a metal-intensive air separation unit and a metal-intensive primary reforming furnace that consumes a large amount of fuel gas; to increase the environmental friendliness of the technology due to the beneficial use of carbon dioxide from flue gases; the possibility of flexible regulation of the hydrogen content in ammonia synthesis gas; the possibility of producing urea from flexibly regulated amounts of ammonia and carbon dioxide; an increase in the productivity of the urea production technology by 57.2%; specific fuel gas consumption for combustion not exceeding 100 Nm3 per ton of ammonia, which is then used to produce urea.
Для решения поставленной задачи и достижения технического результата предлагается способ получения карбамида, включающийTo solve the problem and achieve the technical result, a method for obtaining urea is proposed, including
a) стадию дегидрирования углеводородов на нефте- или газоперерабатывающих предприятиях с получением водородсодержащего газа и выделением диоксида углерода из дымовых газов, отходящих из печей процессов дегидрирования;a) a stage of dehydrogenation of hydrocarbons at oil or gas processing plants to produce hydrogen-containing gas and release carbon dioxide from the flue gases leaving the furnaces of the dehydrogenation processes;
b) стадию паровоздушного риформинга водородсодержащего газа с получением конвертированного газа;b) a stage of steam-air reforming of hydrogen-containing gas to obtain converted gas;
c) стадию конверсии монооксида углерода и выделения диоксида углерода из конвертированного газа с получением синтез-газа;c) a stage of converting carbon monoxide and separating carbon dioxide from the converted gas to produce synthesis gas;
d) стадию получения аммиака из синтез-газа, полученного на стадии с);d) a stage of obtaining ammonia from the synthesis gas obtained in stage c);
e) стадию получения карбамида из аммиака, полученного на стадии d), и диоксида углерода, полученного на стадии a) и стадии с).e) a stage of obtaining urea from ammonia obtained in stage d) and carbon dioxide obtained in stage a) and stage c).
Водородсодержащий газ (ВСГ) – газ с высоким содержанием водорода (10% и выше), который образуется в различных техпроцессах – в частности, за счет дегидрирования углеводородов. Примерами таких процессов являются: пиролиз и каталитический риформинг (ароматизация) углеводородных фракций, поступающих на нефте- или газоперерабатывающие заводы.Hydrogen-containing gas (HCG) is a gas with a high hydrogen content (10% and above), which is formed in various technological processes, in particular, due to the dehydrogenation of hydrocarbons. Examples of such processes are: pyrolysis and catalytic reforming (aromatization) of hydrocarbon fractions entering oil or gas refineries.
Дегидрирование – реакция отщепления водорода от молекулы органического соединения.Dehydrogenation is the reaction of hydrogen removal from a molecule of an organic compound.
Паровоздушный риформинг – получение газа с высоким содержанием Н2 и СО конверсией углеводородов окислителями: воздухом и паром.Steam-air reforming is the production of gas with a high content of H2 and CO by converting hydrocarbons with oxidizers: air and steam.
Специалисту будет очевидно, что паровоздушный риформинг является частным случаем автотермического риформинга (АТР) – в случае, когда в АТР в качестве окислителя используется воздух.It will be obvious to a specialist that steam-air reforming is a special case of autothermal reforming (ATR) – in the case when air is used as an oxidizer in ATR.
Использование в качестве сырья отходов производств газо- и нефтехимии ведет к повышению экологичности техпроцессов. ВСГ, получающийся в качестве побочного продукта процессов дегидрирования, не сжигается с образованием токсичных выбросов, а эффективно используется для получения ценных продуктов, таких как аммиак. Также на процесс получения аммиака, использующегося далее для получения карбамида, не затрачивается природный газ, который может быть эффективно использован в других технологических процессах.The use of waste from gas and petrochemical industries as raw materials leads to an increase in the environmental friendliness of technological processes. The VSH obtained as a by-product of dehydrogenation processes is not burned with the formation of toxic emissions, but is effectively used to obtain valuable products such as ammonia. Also, the process of obtaining ammonia, which is then used to obtain urea, does not consume natural gas, which can be effectively used in other technological processes.
Паровоздушный риформинг ВСГ позволяет завести в технологическую схему вместе с кислородом-окислителем азот, также содержащийся в воздухе – что позволяет не использовать металлоемкую и энергозатратную установку разделения воздуха. Помимо этого, паровоздушный риформинг способствует наиболее эффективному окислению углеводородов, содержащихся в ВСГ. В настоящем изобретении остаточное количество углеводородов после паровоздушного риформинга не превышает 1 об. %. Кроме того, выбранный тип риформинга потребляет меньшее количество топливного газа для выработки пара – всего 98,5 Нм3 на тонну аммиака, что почти втрое меньше расхода природного газа на получение пара в печах первичного риформинга. Также водород, необходимый для получения аммиака, образуется путем конверсии ВСГ на этапе риформинга, а не путем выделения на КЦА, что позволяет не использовать металлоемкую энергозатратную установку короткоцикловой адсорбции, а также позволяет не терять водород, расходующийся в КЦА на процессы регенерации. Кроме того, выделение диоксида углерода из дымовых газов предотвращает их выбросы в атмосферу и дополнительно повышает экологичность технологии, а также позволяет получать карбамид исключительно из отходов производств.Steam-air reforming of VSG allows to introduce nitrogen, also contained in air, into the process flow diagram together with oxygen-oxidizer, which allows not to use metal-intensive and energy-consuming air separation unit. In addition, steam-air reforming promotes the most effective oxidation of hydrocarbons contained in VSG. In the present invention, the residual amount of hydrocarbons after steam-air reforming does not exceed 1 vol. %. In addition, the selected type of reforming consumes less fuel gas for steam generation - only 98.5 Nm3 per ton of ammonia, which is almost three times less than the consumption of natural gas for steam generation in primary reforming furnaces. Also, the hydrogen required to obtain ammonia is formed by converting hydrogen gas at the reforming stage, rather than by isolating it at the PSA, which eliminates the need for a metal-intensive, energy-consuming short-cycle adsorption unit, and also eliminates the loss of hydrogen consumed in the PSA for regeneration processes. In addition, isolating carbon dioxide from flue gases prevents their emissions into the atmosphere and further improves the environmental friendliness of the technology, and also allows for the production of urea exclusively from industrial waste.
Предпочтительно, дегидрирование углеводородов на нефте- или газоперерабатывающих предприятиях включает пиролиз этан-пропановой фракции, и/или пиролиз бензиновой фракции, и/или пиролиз лигроиновой фракции (нафты), и/или каталитический риформинг бензиновой фракции, и/или каталитический риформинг лигроиновой фракции (нафты).Preferably, the dehydrogenation of hydrocarbons at oil or gas processing plants includes pyrolysis of an ethane-propane fraction, and/or pyrolysis of a gasoline fraction, and/or pyrolysis of a ligroin fraction (naphtha), and/or catalytic reforming of a gasoline fraction, and/or catalytic reforming of a ligroin fraction (naphtha).
При пиролизе протекает реакция:During pyrolysis the following reaction occurs:
C2nH4n+2 → nC2H4 + H2 C 2n H 4n+2 → nC 2 H 4 + H 2
В процессе ароматизации (каталитического риформинга) протекает реакция: During the aromatization process (catalytic reforming), the following reaction occurs:
C2nH2n+2 → CnH2n-6 + 4H2 C 2n H 2n+2 → C n H 2n-6 + 4H 2
Пиролиз этан-пропановой фракции протекает с выделением основных продуктов – этилена и пропилена, а также побочного продукта – водородсодержащего газа, который помимо водорода также содержит метан и в некоторых случаях – примесные количества углеводородов С2+.Pyrolysis of the ethane-propane fraction occurs with the release of the main products – ethylene and propylene, as well as a by-product – hydrogen-containing gas, which, in addition to hydrogen, also contains methane and, in some cases, impurity amounts of C 2+ hydrocarbons.
Под бензиновыми фракциями (бензином) в настоящей заявке понимаются фракции нефти с температурой кипения до 140°С. Преимущественно, смесь углеводородов С5-С11.In this application, gasoline fractions (gasoline) are understood to mean fractions of oil with a boiling point of up to 140°C. Predominantly, a mixture of hydrocarbons C 5 -C 11 .
Под лигроиновой фракцией (лигроином, нафтой) в настоящей заявке понимаются фракции нефти с температурой кипения 140-180°С. Преимущественно, смесь углеводородов С8-С14.In this application, the ligroin fraction (naphtha) is understood to mean fractions of oil with a boiling point of 140-180°C. Predominantly, a mixture of hydrocarbons C 8 -C 14 .
Каталитический риформинг и пиролиз бензиновых и лигроиновых фракций протекает с выделением основных продуктов – непредельных углеводородов, в частности ароматических, а также с образованием побочного продукта – водородсодержащего газа, который помимо водорода также содержит метан и в некоторых случаях примесные количества углеводородов С2+.Catalytic reforming and pyrolysis of gasoline and ligroin fractions occurs with the release of the main products - unsaturated hydrocarbons, in particular aromatic ones, as well as with the formation of a by-product - hydrogen-containing gas, which, in addition to hydrogen, also contains methane and, in some cases, impurity amounts of C 2+ hydrocarbons.
Процессы пиролиза и каталитического риформинга протекают с выделением непредельных углеводородов – основного продукта, а также с выделением в качестве побочного продукта большого количества ВСГ, который может быть эффективно использован для получения аммиака, использующегося далее для получения карбамида. The processes of pyrolysis and catalytic reforming occur with the release of unsaturated hydrocarbons, the main product, and also with the release of a large amount of hydrogen sulfide as a by-product, which can be effectively used to produce ammonia, which is then used to produce urea.
Предпочтительно, количество СО2, подаваемого на синтез карбамида из дымовых газов, регулируют в зависимости от количества аммиака, полученного на стадии d) и СО2, полученного на стадии c), таким образом, чтобы мольное соотношение количества аммиака к суммарному количеству диоксида углерода стремилось к стехиометрическому соотношению, требуемому для получения карбамида.Preferably, the amount of CO2 supplied to the synthesis of urea from flue gases is adjusted depending on the amount of ammonia obtained in step d) and CO2 obtained in step c), so that the molar ratio of the amount of ammonia to the total amount of carbon dioxide tends to the stoichiometric ratio required for obtaining urea.
В процессе получения аммиака выделяющийся на стадии с) диоксид углерода получают в недостатке по отношению к аммиаку относительно стехиометрического отношения (1:2), которое требуется для получения карбамида. Дымовые газы являются дополнительным источником диоксида углерода – его добавление позволяет гибко регулировать количество получаемого карбамида. То есть, не образуется избыточный аммиак, на утилизацию которого затрачивается дополнительная энергия: это приводит к дополнительному повышению энергоэффективности процесса.In the process of obtaining ammonia, the carbon dioxide released in stage c) is obtained in a deficit in relation to ammonia relative to the stoichiometric ratio (1:2), which is required to obtain urea. Flue gases are an additional source of carbon dioxide - its addition allows for flexible regulation of the amount of urea obtained. That is, excess ammonia is not formed, for the utilization of which additional energy is spent: this leads to an additional increase in the energy efficiency of the process.
Предпочтительно, стадия d) включает отведение продувочного газа из контура синтеза аммиака.Preferably, step d) comprises removing purge gas from the ammonia synthesis loop.
Продувочный газ – отбираемая из циркуляционного контура синтеза аммиака (блока получения аммиака) часть циркуляционного газа после сепаратора продукционного аммиака. Продувочные газы помимо N2, H2, NH3 содержат инертные примеси (CH4, Ar, He). Их присутствие отрицательно сказывается на ведении технологического процесса синтеза аммиака, который далее используется для получения карбамида. Purge gas is a portion of the circulating gas taken from the ammonia synthesis circulation loop (ammonia production unit) after the product ammonia separator. Purge gases, in addition to N 2 , H 2 , NH 3 , contain inert impurities (CH 4 , Ar, He). Their presence has a negative effect on the technological process of ammonia synthesis, which is then used to produce urea.
Выведение продувочного газа из контура синтеза обеспечивает снижение количества инертов в циркуляционном контуре и, как следствие, снижение давления в циркуляционном контуре и снижение металлоёмкости оборудования (для более низкого давления нужно оборудование с менее толстыми стенками).Removing the purge gas from the synthesis circuit reduces the amount of inerts in the circulation circuit and, as a consequence, reduces the pressure in the circulation circuit and reduces the metal consumption of the equipment (for lower pressure, equipment with thinner walls is needed).
Предпочтительно, продувочный газ направляют на установку выделения водорода.Preferably, the purge gas is directed to a hydrogen recovery unit.
В продувочном газе содержится водород, который может быть использован в технологии, дополнительно повышая ее энергоэффективность.The purge gas contains hydrogen, which can be used in the technology, further increasing its energy efficiency.
Предпочтительно, выделенный из продувочного газа водород добавляют к синтез-газу, полученному на стадии с).Preferably, the hydrogen separated from the purge gas is added to the synthesis gas obtained in step c).
В случае высокого содержания углеводородов в водородсодержащем газе, поступающем на риформинг, с целью максимального окисления углеводородов подается избыточное количество воздуха: как следствие, в систему вводится большее количество азота, чем необходимо для поддержания стехиометрии реакции получения аммиака в контуре синтеза. Недостающий водород может быть получен из продувочного газа, что дополнительно повышает энергоэффективность способа.In case of high hydrocarbon content in hydrogen-containing gas entering reforming, excess air is supplied to maximize oxidation of hydrocarbons: as a result, more nitrogen is introduced into the system than is necessary to maintain the stoichiometry of the ammonia production reaction in the synthesis loop. The missing hydrogen can be obtained from the purge gas, which further increases the energy efficiency of the method.
Предпочтительно, количество водорода, добавляемого к синтез-газу, полученному на стадии с), регулируют таким образом, чтобы соотношение водорода к азоту в синтез-газе, направляемом на стадию d), стремилось к стехиометрическому соотношению, требуемому для получения аммиака.Preferably, the amount of hydrogen added to the synthesis gas obtained in step c) is adjusted so that the ratio of hydrogen to nitrogen in the synthesis gas sent to step d) tends to the stoichiometric ratio required to produce ammonia.
Возможность гибкого регулирования содержания водорода в синтез-газе позволяет дополнительно повысить энергоэффективность технологии.The ability to flexibly regulate the hydrogen content in synthesis gas allows for further improvement of the energy efficiency of the technology.
Предпочтительно, на стадии c) осуществляют криогенную очистку полученного синтез-газа.Preferably, at step c), cryogenic purification of the obtained synthesis gas is carried out.
Криогенная очистка позволяет удалить избыточный азот из синтез-газа, то есть, обеспечить отношение водорода к аммиаку в синтез-газе, стремящееся к стехиометрическому. Кроме того, криогенная очистка удаляет инерты из синтез-газа – как следствие, снижается давление в циркуляционном контуре и металлоёмкость оборудования (для более низкого давления нужно оборудование с менее толстыми стенками).Cryogenic purification allows removing excess nitrogen from synthesis gas, i.e., ensuring the ratio of hydrogen to ammonia in synthesis gas tending to stoichiometric. In addition, cryogenic purification removes inerts from synthesis gas - as a result, the pressure in the circulation circuit and the metal consumption of the equipment are reduced (for lower pressure, equipment with thinner walls is needed).
Предпочтительно, стадия c) выделения диоксида углерода включает аминовую очистку.Preferably, step c) of separating carbon dioxide comprises amine scrubbing.
Аминовая очистка осуществляется при давлении процесса – что позволяет дополнительно снизить энергозатраты технологии. Кроме того, проведение процесса под давлением выше атмосферного позволяет снизить расход абсорбента на очистку.Amine cleaning is carried out under process pressure, which allows for an additional reduction in energy costs of the technology. In addition, carrying out the process under pressure above atmospheric pressure allows for a reduction in absorbent consumption for cleaning.
Предпочтительно, на стадию b) паровоздушного риформинга водородсодержащий газ подают при температуре не менее 650°С и давлении 2-5 МПа; воздух подают при температуре 450-650°С и давлении 2-5 МПа; и получают конвертированный газ с температурой 900-1050°С при давлении 2-5 МПа.Preferably, hydrogen-containing gas is fed to stage b) of steam-air reforming at a temperature of at least 650°C and a pressure of 2-5 MPa; air is fed at a temperature of 450-650°C and a pressure of 2-5 MPa; and converted gas is obtained at a temperature of 900-1050°C at a pressure of 2-5 MPa.
Вышеуказанные параметры являются наиболее предпочтительными для протекания процессов риформинга.The above parameters are the most preferable for the reforming processes.
Также для решения вышеуказанной задачи и достижения заявленного технического результата предлагается установка получения карбамида, включающая Also, to solve the above-mentioned problem and achieve the stated technical result, a urea production unit is proposed, including
блок дегидрирования углеводородов на нефте- или газоперерабатывающих предприятиях, соединенный с линией отведения водородсодержащего газа и включающий печь процессов дегидрирования, выполненную с возможностью выделения и отведения потока CO2 из дымовых газов по линии L1;a hydrocarbon dehydrogenation unit at oil or gas processing plants, connected to a hydrogen-containing gas removal line and including a dehydrogenation process furnace designed with the possibility of separating and removing a flow of CO2 from flue gases along line L1;
блок паровоздушного риформинга, соединенный с линией подачи водородсодержащего газа и линией отведения конвертированного газа;a steam-air reforming unit connected to a hydrogen-containing gas supply line and a converted gas discharge line;
блок конверсии монооксида углерода и выделения диоксида углерода, соединенный с линией подачи конвертированного газа, линией L2 отведения синтез-газа и линией L3 отведения диоксида углерода;a carbon monoxide conversion and carbon dioxide extraction unit connected to a converted gas supply line, a synthesis gas removal line L2 and a carbon dioxide removal line L3;
блок получения аммиака, соединенный с линией подачи синтез-газа и линией отведения аммиака;an ammonia production unit connected to a synthesis gas supply line and an ammonia discharge line;
блок получения карбамида, соединенный с линией подачи аммиака, линией L1 и линией L3.urea production unit connected to the ammonia feed line, line L1 and line L3.
Под линией в настоящей заявке понимается средство для подачи потока из одного места в другое, которое, в частности, включает в себя необходимые для этого трубы и соединительные элементы, а также при необходимости средства регулирования и устройства. In this application, a line is understood to mean a means for delivering a flow from one place to another, which, in particular, includes the pipes and connecting elements necessary for this, as well as, if necessary, control means and devices.
Под блоком в настоящей заявке понимается устройство или совокупность устройств, которые обеспечивают реализацию указанной для данного блока функции.In this application, a block is understood to be a device or a set of devices that ensure the implementation of the function specified for a given block.
Все преимущества настоящего изобретения, указанные в отношении способа получения аммиака, в равной мере применимы для заявленной установки и не повторяются здесь, чтобы избежать излишнего дублирования. All advantages of the present invention stated in relation to the method for producing ammonia are equally applicable to the claimed plant and are not repeated here in order to avoid unnecessary duplication.
Предпочтительно, блок дегидрирования углеводородов на нефте- или газоперерабатывающих предприятиях включает блок пиролиза этан-пропановой фракции, и/или блок пиролиза бензиновой фракции, и/или блок пиролиза лигроиновой фракции (нафты), и/или блок каталитического риформинга бензиновой фракции, и/или блок каталитического риформинга лигроиновой фракции (нафты).Preferably, the hydrocarbon dehydrogenation unit at oil or gas refining plants includes an ethane-propane fraction pyrolysis unit, and/or a gasoline fraction pyrolysis unit, and/or a ligroin fraction (naphtha) pyrolysis unit, and/or a gasoline fraction catalytic reforming unit, and/or a ligroin fraction (naphtha) catalytic reforming unit.
Предпочтительно, линия подачи аммиака, линии L1, L3 оснащены средствами регулирования объемного расхода, выполненными таким образом, чтобы регулировать количество получаемого карбамида и обеспечивать поддержание мольного соотношения количества аммиака к суммарному количеству диоксида углерода, стремящегося к стехиометрическому соотношению, требуемому для получения карбамида.Preferably, the ammonia feed line, lines L1, L3 are equipped with volumetric flow rate control means designed to control the amount of urea produced and to ensure maintenance of the molar ratio of the amount of ammonia to the total amount of carbon dioxide tending to the stoichiometric ratio required to produce urea.
Предпочтительно, блок получения аммиака выполнен с возможностью отведения потока продувочного газа из контура синтеза аммиака.Preferably, the ammonia production unit is configured to divert a purge gas flow from the ammonia synthesis circuit.
Предпочтительно, блок выделения водорода из продувочного газа, соединенный с линией подачи продувочного газа и линией L4 отведения водорода.Preferably, a purge gas hydrogen extraction unit connected to the purge gas supply line and the hydrogen removal line L4.
Предпочтительно, линия L2 отведения синтез-газа соединена с линией L4 подачи водорода.Preferably, the synthesis gas outlet line L2 is connected to the hydrogen supply line L4.
Предпочтительно, линии L2, L4 оснащены средствами регулирования объемного расхода, выполненными таким образом, чтобы обеспечивать поддержание мольного соотношения водорода к азоту в синтез-газе, направляемом в блок получения аммиака, стремящегося к стехиометрическому соотношению, требуемому для получения аммиака.Preferably, lines L2, L4 are equipped with volumetric flow rate control means designed in such a way as to ensure that the molar ratio of hydrogen to nitrogen in the synthesis gas sent to the ammonia production unit is maintained, tending to the stoichiometric ratio required for producing ammonia.
Предпочтительно, установка включает блок криогенной очистки, соединенный с линией L2 отведения синтез-газа.Preferably, the installation includes a cryogenic purification unit connected to the synthesis gas removal line L2.
Предпочтительно, блок выделения диоксида углерода включает блок аминовой очистки.Preferably, the carbon dioxide separation unit comprises an amine purification unit.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Чертежи представлены для лучшего понимания изобретения, однако специалисту в данной области техники будет очевидно, что раскрытое изобретение не ограничивается вариантом, представленным на них.The drawings are presented for a better understanding of the invention, however, it will be obvious to a person skilled in the art that the disclosed invention is not limited to the embodiment shown therein.
На фиг. 1-2 показаны блок схемы лучших вариантов осуществления изобретения. Fig. 1-2 shows block diagrams of the best embodiments of the invention.
Лучший вариант осуществления изобретенияThe best embodiment of the invention
Описанные примеры осуществления приведены исключительно в целях иллюстрации. Специалисту будет очевидно, что возможны и иные варианты осуществления без изменения сущности изобретения.The described examples of implementation are given solely for illustrative purposes. It will be obvious to a specialist that other embodiments are possible without changing the essence of the invention.
Пример 1Example 1
На фиг. 1 в блок 1 компримирования и сероочистки по линии 100 подается водородсодержащий газ.In Fig. 1, hydrogen-containing gas is fed into compression and desulphurization unit 1 via line 100 .
Водородсодержащий газ (ВСГ) – это газ с высоким содержанием водорода (10% и выше), который образуется в различных техпроцессах – в частности, за счет дегидрирования углеводородов. Примерами таких процессов являются: пиролиз этан-пропановой фракции на газоперерабатывающем заводе, пиролиз бензиновой или лигроиновой фракции процессов нефтепереработки, ароматизация (каталитический риформинг) бензиновой или лигроиновой фракции процессов нефтепереработки и др.Hydrogen-containing gas (HCG) is a gas with a high hydrogen content (10% and above), which is formed in various technological processes, in particular, due to the dehydrogenation of hydrocarbons. Examples of such processes are: pyrolysis of the ethane-propane fraction at a gas processing plant, pyrolysis of the gasoline or ligroin fraction of oil refining processes, aromatization (catalytic reforming) of the gasoline or ligroin fraction of oil refining processes, etc.
При пиролизе протекает реакция:During pyrolysis the following reaction occurs:
C2nH4n+2 → nC2H4 + H2 C 2n H 4n+2 → nC 2 H 4 + H 2
В процессе ароматизации (каталитического риформинга) протекает реакция: During the aromatization process (catalytic reforming), the following reaction occurs:
C2nH2n+2 → CnH2n-6 + 4H2 C 2n H 2n+2 → C n H 2n-6 + 4H 2
Помимо водорода, ВСГ также содержит метан и, в некоторых случаях, примесные количества углеводородов С2+.In addition to hydrogen, VSH also contains methane and, in some cases, trace amounts of C 2+ hydrocarbons.
Далее водородсодержащий газ подается в блок 2 предварительного риформинга по линии 102, куда также подается пар из огневого подогревателя (не показан) по линии 200. Полученный поток частично конвертированного газа по линии 203 поступает в блок 3 автотермического риформинга (АТР), куда также подается воздух по линии 300. Полученный конвертированный газ по линии 304 поступает в блок 4 конверсии монооксида углерода, где монооксид углерода конвертируется в диоксид углерода. Полученный в блоке 4 газ по линии 405 поступает в блок 5 аминовой очистки, диоксид углерода из блока 5 отводится по линии 510 (L3) в блок 10 получения карбамида. Очищенный от диоксида углерода синтез-газ по линии 506 (L2) поступает в блок 6 метанирования и компримирования. Далее газ из блока 6 по линии 607 поступает в блок 7 синтеза аммиака. Из контура синтеза аммиака по линии 708 отводится поток продувочного газа, который отводится на сжигание в огневом подогревателе по линии 708. Из блока 7 синтеза аммиака по линии 710 отводится поток аммиака, который направляют в блок 10 синтеза карбамида. Then the hydrogen-containing gas is fed to the preliminary reforming unit 2 via line 102 , where steam from the fired heater (not shown) is also fed via line 200. The resulting flow of partially converted gas via line 203 enters the autothermal reforming (ATR) unit 3 , where air is also fed via line 300. The resulting converted gas via line 304 enters the carbon monoxide conversion unit 4 , where the carbon monoxide is converted into carbon dioxide. The gas obtained in unit 4 via line 405 enters the amine purification unit 5 , and the carbon dioxide from unit 5 is removed via line 510 (L3) to the urea production unit 10. The synthesis gas purified from carbon dioxide via line 506 (L2) enters the methanation and compression unit 6 . Then the gas from block 6 enters ammonia synthesis block 7 via line 607. A purge gas flow is removed from the ammonia synthesis circuit via line 708 , which is removed for combustion in the fire heater via line 708. A flow of ammonia is removed from ammonia synthesis block 7 via line 710 , which is sent to urea synthesis block 10 .
Для оптимального протекания стадий синтеза карбамида аммиак и диоксид углерода должны подаваться в блок 10 синтеза карбамида в мольном соотношении, стремящемуся к стехиометрическому, а именно – 2:1. Однако общеизвестно, что диоксид углерода, выделяющийся из конвертированного газа, получают в недостаточном количестве относительно аммиака. Недостающее количество диоксида углерода получают из дымовых газов печей дегидрирования углеводородных фракций (не показаны) – в частности, печей пиролиза и печей ароматизации (каталитического риформинга).For the optimal course of the urea synthesis stages, ammonia and carbon dioxide should be fed to the urea synthesis block 10 in a molar ratio tending to stoichiometric, namely 2:1. However, it is well known that the carbon dioxide released from the converted gas is obtained in an insufficient amount relative to ammonia. The missing amount of carbon dioxide is obtained from the flue gases of hydrocarbon fraction dehydrogenation furnaces (not shown) - in particular, pyrolysis furnaces and aromatization furnaces (catalytic reforming).
Линии 510 и 710 оснащены средствами измерения I2 и I3 диоксида углерода и аммиака соответственно. Сигналы со средств измерения поступают в блок управления, где рассчитывается недостающее количество диоксида углерода. Диоксид углерода, выделенный из дымовых газов, поступает в блок 10 получения карбамида по линии 110 (L1), оснащенной регулятором R2, сигнал на который поступает из блока управления. Карбамид, образующийся в блоке 10 получения карбамида, отводят потребителю по линии 111.Lines 510 and 710 are equipped with means for measuring I2 and I3 of carbon dioxide and ammonia, respectively. Signals from the measuring means are sent to the control unit, where the missing amount of carbon dioxide is calculated. Carbon dioxide, separated from the flue gases, is sent to the urea production unit 10 via line 110 (L1), equipped with a regulator R2 , the signal to which is sent from the control unit. The urea formed in the urea production unit 10 is discharged to the consumer via line 111 .
Пример 2Example 2
На фиг. 2 продемонстрирован другой предпочтительный вариант осуществления изобретения.Fig. 2 shows another preferred embodiment of the invention.
В блок 1 компримирования и сероочистки по линии 100 подается водородсодержащий газ. Далее газ по линии 203 подается в блок 3 АТР, куда также подается пар из огневого подогревателя (не показан) по линии 200 и воздух по линии 300.Hydrogen-containing gas is fed to compression and desulphurisation unit 1 via line 100. The gas is then fed via line 203 to ATR unit 3 , where steam from the fired heater (not shown) is also fed via line 200 and air via line 300 .
Полученный конвертированный газ по линии 304 поступает в блок 4 конверсии монооксида углерода, где монооксид углерода конвертируется в диоксид углерода. Полученный в блоке 4 газ по линии 405 поступает в блок 5 аминовой очистки, диоксид углерода из блока 5 отводится по линии 510 (L3) в блок 10 получения карбамида. Очищенный от диоксида углерода синтез-газ по линии 506 (L2) поступает в блок 6 метанирования и компримирования. Далее газ из блока 6 по линии 607 поступает в блок 7 синтеза аммиака. Из блока 7 синтеза аммиака по линии 710 отводится поток аммиака, который направляют в блок 10 синтеза карбамида. The obtained converted gas is fed via line 304 to carbon monoxide conversion unit 4 , where carbon monoxide is converted into carbon dioxide. The gas obtained in unit 4 is fed via line 405 to amine purification unit 5 , carbon dioxide from unit 5 is removed via line 510 (L3) to urea production unit 10. Synthesis gas purified from carbon dioxide is fed via line 506 (L2) to methanation and compression unit 6. Then the gas from unit 6 is fed via line 607 to ammonia synthesis unit 7. A stream of ammonia is removed from ammonia synthesis unit 7 via line 710 , which is sent to urea synthesis unit 10 .
Для оптимального протекания стадий синтеза карбамида аммиак и диоксид углерода должны подаваться в блок 10 синтеза карбамида в мольном соотношении, стремящемуся к стехиометрическому, а именно – 2:1. Однако общеизвестно, что диоксид углерода, выделяющийся из конвертированного газа, получают в недостаточном количестве относительно аммиака. Недостающее количество диоксида углерода получают из дымовых газов печей дегидрирования углеводородных фракций (не показаны) – в частности, печей пиролиза и печей ароматизации (каталитического риформинга).For the optimal course of the urea synthesis stages, ammonia and carbon dioxide should be fed to the urea synthesis block 10 in a molar ratio tending to stoichiometric, namely 2:1. However, it is well known that the carbon dioxide released from the converted gas is obtained in an insufficient amount relative to ammonia. The missing amount of carbon dioxide is obtained from the flue gases of hydrocarbon fraction dehydrogenation furnaces (not shown) - in particular, pyrolysis furnaces and aromatization furnaces (catalytic reforming).
Линии 510 и 710 оснащены средствами измерения I2 и I3 диоксида углерода и аммиака соответственно. Сигналы со средств измерения поступают в блок управления, где рассчитывается недостающее количество диоксида углерода. Диоксид углерода, выделенный из дымовых газов, поступает в блок 10 получения карбамида по линии 110 (L1), оснащенной регулятором R2, сигнал на который поступает из блока управления.Lines 510 and 710 are equipped with measuring devices I2 and I3 of carbon dioxide and ammonia, respectively. Signals from the measuring devices are sent to the control unit, where the missing amount of carbon dioxide is calculated. Carbon dioxide, separated from the flue gases, is sent to the urea production unit 10 via line 110 (L1), equipped with a regulator R2 , the signal to which is sent from the control unit.
Карбамид, образующийся в блоке 10 получения карбамида, отводят потребителю по линии 111.The urea formed in the urea production block 10 is discharged to the consumer via line 111 .
Воздух по линии 300 подается в блок 3 АТР в таком количестве, чтобы кислород окислял оставшиеся в ВСГ углеводороды до оксидов углерода до их остаточного содержания в газе, не превышающего 1 об. %. Вместе с кислородом воздуха в систему, очевидно, поступает азот. Для оптимального осуществления процесса получения аммиака водород и азот должны поступать в блок 7 по линии 607 в соотношении, стремящемуся к стехиометрическому, а именно 3:1. В случае высокого содержания углеводородов в ВСГ, поступающем в блок АТР, с целью максимального окисления углеводородов по линии 300 подается избыточное количество воздуха: как следствие, в систему вводится большее количество азота, чем необходимо для поддержания стехиометрии реакции получения аммиака в контуре синтеза. Air is supplied to the ATR unit 3 via line 300 in such quantity that the oxygen oxidizes the hydrocarbons remaining in the HCG to carbon oxides until their residual content in the gas does not exceed 1 vol.%. Nitrogen obviously enters the system together with atmospheric oxygen. For optimal implementation of the ammonia production process, hydrogen and nitrogen should be supplied to the unit 7 via line 607 in a ratio tending to stoichiometric, namely 3:1. In case of high hydrocarbon content in the HCG entering the ATR unit, an excess amount of air is supplied via line 300 in order to maximize oxidation of the hydrocarbons: as a result, a greater amount of nitrogen is introduced into the system than is necessary to maintain the stoichiometry of the ammonia production reaction in the synthesis loop.
Из контура синтеза аммиака по линии 708 отводится поток продувочного газа, который поступает в блок 8 выделения аммиака из продувочных газов. Полученный в блоке 8 жидкий аммиак по линии 807 возвращается в блок 7 синтеза аммиака. A purge gas flow is removed from the ammonia synthesis circuit via line 708 and enters block 8 for separating ammonia from purge gases. The liquid ammonia obtained in block 8 is returned via line 807 to block 7 for synthesizing ammonia.
Поток продувочного газа поступает в блок 9 выделения водорода, поток водорода отводится по линии 906 (L4), сбросной газ отводится по линии 900 на сжигание в огневой подогреватель (не показан).The purge gas flow enters the hydrogen recovery unit 9 , the hydrogen flow is discharged via line 906 (L4), and the waste gas is discharged via line 900 for combustion in the combustion heater (not shown).
Линия 506 оснащена средством измерения I1 количеств водорода и азота в потоке. Сигнал со средства измерения I1 подается в блок управления, где осуществляется расчет недостающего количества водорода (для достижения соотношения водорода к азоту 3:1). Далее сигнал с блока управления поступает на регулятор R1, и нужное количество водорода, отобранного из продувочного газа, поступает в блок 6 на стадию компримирования.Line 506 is equipped with a means of measuring I1 the amounts of hydrogen and nitrogen in the flow. The signal from the means of measuring I1 is fed to the control unit, where the missing amount of hydrogen is calculated (to achieve a hydrogen to nitrogen ratio of 3:1). Then the signal from the control unit is fed to the regulator R1 , and the required amount of hydrogen, taken from the purge gas, is fed to block 6 for the compression stage.
Специалисту будет очевидно, что альтернативным способом достижения соотношения водорода к азоту 3:1 является криогенная очистка газа в линии 506 в блоке криогенной очистки с последующей подачей полученного синтез-газа в блок 7 синтеза аммиака.It will be obvious to the skilled person that an alternative method of achieving a hydrogen to nitrogen ratio of 3:1 is cryogenic purification of the gas in line 506 in the cryogenic purification unit, followed by feeding the resulting synthesis gas to the ammonia synthesis unit 7 .
ПрототипPrototype
На фиг. 3 представлен способ получения аммиака согласно прототипу. Fig. 3 shows a method for producing ammonia according to the prototype.
ВСГ по линии 100 поступает в блок 1 компримирования и сероочистки. Далее газ по линии 112 поступает в блок 12 КЦА, где выделяется водород, отводимый по линии 213 в блок 13 компримирования. Сбросной газ, содержащий большое количество метана, отводится по линии 120 на сжигание. В блок 13 компримирования также подается азот, полученный в блоке 15 (установке разделения воздуха). Полученный газ по линии 134 поступает в блок синтеза аммиака. Полученный аммиак отводится по линии 710 в блок 10 получения карбамида, куда также подается диоксид углерода по линии 110. Карбамид, образующийся в блоке 10 получения карбамида, отводят потребителю по линии 111.The VSH is fed via line 100 to compression and desulphurisation unit 1. Then the gas is fed via line 112 to unit 12 of the KSA, where hydrogen is released and discharged via line 213 to compression unit 13. The waste gas, containing a large amount of methane, is discharged via line 120 for combustion. Nitrogen obtained in unit 15 (air separation unit) is also fed to compression unit 13. The obtained gas is fed via line 134 to the ammonia synthesis unit. The obtained ammonia is discharged via line 710 to unit 10 for obtaining urea, where carbon dioxide is also supplied via line 110. The urea formed in unit 10 for obtaining urea is discharged to the consumer via line 111 .
В Таблицах 1, 2 далее приведены результаты эксперимента. Tables 1 and 2 below show the results of the experiment.
Таблица 1. Составы ВСГ и источники его полученияTable 1. Compositions of VSH and sources of its production
CH4: 10% H2 : 90%
CH 4 : 10%
CH4: 15% H2 : 85%
CH 4 : 15%
CH4: 15% H2 : 85%
CH 4 : 15%
Таблица 2. Параметры осуществления процессов получения аммиака и карбамидаTable 2. Parameters for the implementation of ammonia and urea production processes
Как видно из таблицы 2, выход карбамида в примере 2 составил 148249 кг/час, в то время как в прототипе выход карбамида составляет 94323 кг/час. То есть эффективность предложенного способа получения карбамида на 57,2% выше эффективности способа получения карбамида согласно прототипу. Кроме того, остаточное содержание несконвертированных углеводородов в примере 2 составляет 0,76%, в то время как в прототипе все 15% остаточного метана направляют на сжигание.As can be seen from Table 2, the urea yield in Example 2 was 148,249 kg/hour, while in the prototype the urea yield was 94,323 kg/hour. That is, the efficiency of the proposed method for producing urea is 57.2% higher than the efficiency of the method for producing urea according to the prototype. In addition, the residual content of unconverted hydrocarbons in Example 2 was 0.76%, while in the prototype all 15% of the residual methane was sent for combustion.
Таким образом, предложенная группа изобретений позволила обеспечить Thus, the proposed group of inventions made it possible to ensure
- повышение энергоэффективности и экологичности технологии получения карбамида из побочных продуктов нефте- и газопереработки при снижении металлоемкости, удельного энергопотребления, удельного расхода топливного газа, а также при остаточном содержании несконвертированных углеводородов после паровоздушного риформинга, не превышающем 1 об. %;- increasing the energy efficiency and environmental friendliness of the technology for obtaining urea from by-products of oil and gas processing while reducing metal consumption, specific energy consumption, specific fuel gas consumption, and with a residual content of unconverted hydrocarbons after steam-air reforming not exceeding 1 vol.%;
- отсутствие необходимости использования металлоемкой установки разделения воздуха и металлоемкой печи первичного риформинга, потребляющей большое количество топливного газа; - no need to use a metal-intensive air separation unit and a metal-intensive primary reforming furnace that consumes a large amount of fuel gas;
- повышение экологичности технологии за счет использования диоксида углерода из дымовых газов для синтеза карбамида; - improving the environmental friendliness of the technology by using carbon dioxide from flue gases to synthesize urea;
- возможность гибкого регулирования содержания водорода в синтез-газе аммиака; - the possibility of flexible regulation of the hydrogen content in ammonia synthesis gas;
- возможность получения карбамида из гибкорегулируемых количеств аммиака и диоксида углерода;- the possibility of obtaining urea from flexibly regulated quantities of ammonia and carbon dioxide;
- увеличение производительности технологии получения карбамида на 57,2%;- increase in the productivity of urea production technology by 57.2%;
- удельный расход топливного газа на сжигание, не превышающий 100 Нм3 на тонну аммиака.- specific fuel gas consumption for combustion not exceeding 100 Nm3 per ton of ammonia.
Claims (29)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2843008C1 true RU2843008C1 (en) | 2025-07-07 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2174942C2 (en) * | 1995-11-23 | 2001-10-20 | Метанол Касэл С.А. | Combined ammonia-methanol production process |
| US20110250119A1 (en) * | 2008-12-18 | 2011-10-13 | Petroleo Brasileiro S.A. - Petrobras | Integrated process for the manufacture of olefins and intermediates for the productions of ammonia and urea |
| US10077235B2 (en) * | 2015-02-20 | 2018-09-18 | Johnson Matthey Public Limited Company | Integrated process for the production of formaldehyde-stabilized urea |
| US20180266758A1 (en) * | 2014-12-23 | 2018-09-20 | Casale Sa | Plant and process for ammonia production with cryogenic purification, and related method of revamping |
| RU2710228C1 (en) * | 2019-08-23 | 2019-12-25 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Gas processing and gas chemical complex |
| RU2788872C2 (en) * | 2018-09-11 | 2023-01-25 | Касале Са | Ammonia synthesis method |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2174942C2 (en) * | 1995-11-23 | 2001-10-20 | Метанол Касэл С.А. | Combined ammonia-methanol production process |
| US20110250119A1 (en) * | 2008-12-18 | 2011-10-13 | Petroleo Brasileiro S.A. - Petrobras | Integrated process for the manufacture of olefins and intermediates for the productions of ammonia and urea |
| US20180266758A1 (en) * | 2014-12-23 | 2018-09-20 | Casale Sa | Plant and process for ammonia production with cryogenic purification, and related method of revamping |
| US10077235B2 (en) * | 2015-02-20 | 2018-09-18 | Johnson Matthey Public Limited Company | Integrated process for the production of formaldehyde-stabilized urea |
| RU2788872C2 (en) * | 2018-09-11 | 2023-01-25 | Касале Са | Ammonia synthesis method |
| RU2710228C1 (en) * | 2019-08-23 | 2019-12-25 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Gas processing and gas chemical complex |
| RU2808874C1 (en) * | 2023-08-23 | 2023-12-05 | Публичное акционерное общество "НОВАТЭК" | Method for producing low-carbon ammonia from natural gas decarbonized ammonia-3000 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2759379C2 (en) | Method for ammonia synthesis characterized in low level of co2 emissions into atmosphere | |
| US4578214A (en) | Process for ammonia syngas manufacture | |
| RU2524720C2 (en) | Complex installation for gas processing | |
| EP3962856A1 (en) | Atr-based hydrogen process and plant | |
| US6048508A (en) | Process for obtaining carbon monoxide and hydrogen | |
| RU2666897C2 (en) | Process for producing ammonia synthesis gas with high temperature shift and low steam-to-carbon ratio | |
| EP3378832B1 (en) | Methof for enhancing the production of urea | |
| JP3638618B2 (en) | Production method of high purity hydrogen | |
| RU2707088C2 (en) | Method and system for producing methanol using partial oxidation | |
| CN102971251A (en) | Process for producing ammonia synthesis gas | |
| US8932456B2 (en) | Integrated process for the manufacture of olefins and intermediates for the productions of ammonia and urea | |
| EP0601956A2 (en) | Process for the preparation of carbon monoxide rich gas | |
| EP0067491A2 (en) | Process for the preparation of methanol | |
| US6780396B2 (en) | Process for the production of a gas that contains hydrogen from hydrogen sulfide | |
| WO1992015524A1 (en) | Method for manufacture of high purity carbon monoxide | |
| WO2017054932A1 (en) | Process and plant for producing synthesis gas with variable composition | |
| EP1204593A2 (en) | Natural gas conversion to hydrocarbons and ammonia | |
| RU2843008C1 (en) | Method of producing carbamide and apparatus for realizing said method | |
| RU2843009C1 (en) | Method of producing ammonia and apparatus for implementation thereof | |
| EP3969412A1 (en) | Furnace and process for synthesis gas production | |
| EA007305B1 (en) | Plant for shift conversion and process for operating same | |
| EP0214991A1 (en) | Process for preparing ammonia | |
| US7022742B2 (en) | Process to control nitrogen-containing compounds in synthesis gas | |
| US5439664A (en) | Process for thermal conversion of hydrogen sufide to elemental sulfur | |
| RU2847803C1 (en) | Method of obtaining ammonia and installation for its implementation |