氨的制备方法技术

从含有氢和氮的氨合成气制备氨的方法，包括以下的步骤：（ａ）把从氨分离步骤（ｆ）和（ｇ）出来的循环气与合成气混合；（ｂ）把从步骤（ａ）出来的混合气体加压；（ｃ）把从步骤（ｂ）出来的气体分成第一补充气流和第二补充气流；（ｄ）把第一补充气流加入到第一氨反应器中并提取出富含氨的第一反应气流；（ｅ）把第二补充气流加入到第二氨反应器中并提取出富含氨的第二反应气流；（ｆ）从第一反应气流中分离氨并把剩余的反应气流送至步骤（ａ）循环；（ｇ）从第二反应气流中分离氨并把剩余的反应气流送至步骤（ａ）循环；（ｈ）把从步骤（ｆ）和步骤（ｇ）分离出来的氨合在一起并提取出氨成品流。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
氨的制备方法本专利技术涉及从含有氢和氮的氨合成气制备氨的方法的某种改进。更具体地说，本专利技术涉及以高产率在至少二个设置在并联合成回路的氨反应器中合成氨，其中的一个合成回路联合了合成循环气的压缩步骤。氨的合成一般是采用把含有大体上按照氨的组成化学计量的氮和氢的合成气的反应气流通过装载在反应器内一个或多个催化床的催化剂来进行的。从热力学方面看，氢和氮反应成氨要求该反应在高温和高压下，通常在100个大气压以上和在300-600℃之间进行。在上述反应条件下，按化学计量的合成气组成中氨的平衡浓度在从反应器出来的合成气流中低于20％体积，而该气流必需与新加入的合成气一起循环回到反应器中以便提供合理的氨产率。在循环之前，该气流被冷却以便把氨与未反应的氢、氮和在合成气中的惰性稀释剂分离，该循环气流的一部分用来吹扫惰性气体。该提取过的气体然后被送至压缩阶段，由此进入循环进行反应。该合成气压缩和循环的费用通常在氨生产的经济性中是一个重要因素，以及特别当现有的氨合成回路生产能力必需提高的时候。因此本专利技术总的目的是在制备氨的方法中，通过在至少二个氨合成回路合成气循环中采用联合有的氨合成回路压缩步骤来提供改进。本专利技术是一种从含有氢和氮的氨合成气制备氨的方法，包括以下的步骤：(a)把从氨分离步骤(f)和(g)出来的循环气与合成气混合；(b)把从步骤(a)出来的混合气体加压；(c)把从步骤(b)出来的气体分成第一补充气流和第二补充气流；(d)把第一补充气流加入到第一氨反应器中并提取出富含氨的第一反应气流；(e)把第二补充气流加入到第二氨反应器中并提取出富含氨的第二反应气流；(f)从第一反应气流中分离氨并把剩余的反应气流送至步骤(a)循环；(g)从第二反应气流中分离氨并把剩余的反应气流送至步骤(a)循环；(h)把从步骤(f)和步骤(g)分离出来的氨合在一起并提取出氨成品流。上述方法还可以含有一种或多种以下的其它步骤：-->在步骤(a)之前压缩氨合成气；通过除去水和二氧化碳提纯该加压的氨合成气；和进一步压缩该提纯过了的氨合成气。如前文所述，当要求现有的氨合成回路提高生产能力的时候本专利技术特别有用。当修改现有合成回路时，可以把另一条氨合成回路并联到现有的合成回路上。作为本专利技术的一个优点，现有的合成气循环压缩机在任选改动之后可循环现有回路和联结的另一条回路出来的两种循环合成气流。因此，在该合成环路中仅需要有二个连接，上游的和下游的循环压缩机。参看附图，唯一的附图表示本专利技术方法的简化流程图。氨合成气2在第一阶段的合成气压缩机4中加压至940psig。被压缩气体通过一个分子筛装置6除去H2O和CO2。然后干燥和纯化的合成气8被送至一个第二阶段的合成气压缩机10，在那里首先被压缩至1967psig，随后与循环气20混合，循环气20由从第二分离器32出来的循环气22和从第一分离器26出来的循环气24共同组成。循环气22和24在相互混合之前用一个或多个热交换器(未示出)加热。合成气与组合的循环气的混合气体在第三压缩阶段11进一步压缩至2122psig。88.1％的离开合成气压缩阶段11的合成气12以气流14的方向通过一个热气体交换器(未示出)并到第一氨合成器16，后者按照专利US-4181701所描述的那样间接冷却并且适合用于径向气流。从反应器16出来的气体流出物18经传统的热交换器序列(未示出)被冷却，并且在分离出来的未转化气体24与未转化的气流22混合之前，在分离器26内从该气流中分离出来1591 STPD的液态氨。离开合成气体压缩阶段11的剩余11.9％合成气以气流30的方向被送至第二间接径流冷却氨合成反应器28中。从反应器28出来的气流29在一个串联热交换器(未示出)中冷却，并且在分离器32内从该气流中分离出218 STPD液态氨。离开分离器32的未转化气体分成一小股吹扫气流34和剩余未转化气流22。气流22与从分离器26出来的未转化合成气相混合并被送到合成气体压缩段11的循环部位，如上文所述。另一种可供选择的方法是，吹扫气流34可以取自气流24，如图中虚线所示。在吹扫气流34中的一部分氢气用传统的氢回收器36回收并按气流38-->的方向回到合成气流8中循环。从分离器26出来的液氨产品39与从分离器32出来的液氨产品40合并在一起按产品流42的方向被提取出来。另一种可供选择的方法是，从氢回收器36出来的循环流38可以回到气流2中进行循环，或者(对于在二步法回收装置中的情形)，可以循环到气流8和气流2中，如图中虚线所示。上述各种气流的组成总括在下表1中。气流号    2    14    18    20    22    24    29    30    34    38组份mol％H2    73.6    66.3    54.0    66.3    63.3    63.3    53.9    66.3    63.3    88.3N2    25.4    22.1    18.0    22.1    21.1    21.1    18.0    22.1    21.1    9.7NH3    0    1.4    16.3    1.4    1.9    1.9    16.4    1.4    1.9    0.0Ar    0.3    3.7    4.3    3.7    5.0    5.0    4.3    3.7    5.0    1.4CH4    0.7    6.5    7.4    6.5    8.7    8.7    7.4    6.5    8.7    0.6本文档来自技高网...

【技术保护点】
从含有氢和氮的合成气制备氨的方法，包括以下的步骤：（ａ）把从氨分离步骤（ｆ）和（ｇ）出来的循环气与合成气混合；（ｂ）把从步骤（ａ）出来的混合气体加压；（ｃ）把从步骤（ｂ）出来的气体分成第一补充气流和第二补充气流；（ｄ）把第一 补充气流加入到第一氨反应器中并提取出富含氨的第一反应气流；（ｅ）把第二补充气流加入到第二氨反应器中并提取出富含氨的第二反应气流；（ｆ）从第一反应气流中分离氨并把剩余的反应气流送至步骤（ａ）循环；（ｇ）从第二反应气流中分离氨并把剩 余的反应气流送至步骤（ａ）循环；（ｈ）把从步骤（ｆ）和步骤（ｇ）分离出来的氨合在一起并提取出氨产品流。

【技术特征摘要】
US 1996-5-13 0172831 从含有氢和氮的合成气制备氨的方法，包括以下的步骤：(a)把从氨分离步骤(f)和(g)出来的循环气与合成气混合；(b)把从步骤(a)出来的混合气体加压；(c)把从步骤(b)出来的气体分成第一补充气流和第二补充气流；(d)把第一补充气流加入到第一氨反应器中并提取出富含氨的第一反应气流；(e)把第二补充气流加入到第二氨反应器中并提取出富含氨的第二反应气流；(f)从第一反应气流中分离氨并把剩余的反应气流送至步骤(a)循环；(g)从第二反应气流中分离氨并把剩余的反应气流送至步骤(a)循环；(h)把从步骤(f)和步骤(g)分离出来的氨合在一起并提取出氨产品流。2 根据权利要求1的方法，它还可以含有一种或多种以下的其它步骤：-在步骤(a)之前压缩氨合成气；-通过除去水和二氧化碳提纯该加压的氨合成气；和...

【专利技术属性】
技术研发人员：N尤丹加德，J斯堪德厄普拉森，
申请(专利权)人：赫多特普索化工设备公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]