NO171966B - Fremgangsmaate for rensing av syntesegass for ammoniakkfremstilling - Google Patents

Fremgangsmaate for rensing av syntesegass for ammoniakkfremstilling Download PDF

Info

Publication number
NO171966B
NO171966B NO910272A NO910272A NO171966B NO 171966 B NO171966 B NO 171966B NO 910272 A NO910272 A NO 910272A NO 910272 A NO910272 A NO 910272A NO 171966 B NO171966 B NO 171966B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
gas
exhaust gas
synthesis gas
pressure
unit
Prior art date
Application number
NO910272A
Other languages
English (en)
Other versions
NO910272L (no
NO910272D0 (no
NO171966C (no
Inventor
Dag Arne Eimer
Lars Erik Oei
Original Assignee
Norsk Hydro As
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 Norsk Hydro As filed Critical Norsk Hydro As
Priority to NO910272A priority Critical patent/NO171966C/no
Publication of NO910272D0 publication Critical patent/NO910272D0/no
Priority to PCT/NO1992/000015 priority patent/WO1992012927A1/en
Priority to AU11871/92A priority patent/AU1187192A/en
Publication of NO910272L publication Critical patent/NO910272L/no
Publication of NO171966B publication Critical patent/NO171966B/no
Publication of NO171966C publication Critical patent/NO171966C/no

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen
    • C01B3/025—Preparation or purification of gas mixtures for ammonia synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen-containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0219—Refinery gas, cracking gas, coke oven gas, gaseous mixtures containing aliphatic unsaturated CnHm or gaseous mixtures of undefined nature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0276—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of H2/N2 mixtures, i.e. of ammonia synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/047—Composition of the impurity the impurity being carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/048—Composition of the impurity the impurity being an organic compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0495—Composition of the impurity the impurity being water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/02—Processes or apparatus using separation by rectification in a single pressure main column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/04—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/74—Refluxing the column with at least a part of the partially condensed overhead gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/20—H2/N2 mixture, i.e. synthesis gas for or purge gas from ammonia synthesis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/04—Internal refrigeration with work-producing gas expansion loop

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører sluttrensing av syntesegass for ammoniakk, etter fjerning av CO, C02 og H2O og før selve ammoniakksyntesen ved anvendelse av en kryogen enhet for fjerning av CH4, Ar og overskudds N2.
I forbindelse med ammoniakkproduksjon er det viktig å rense syntesegassen og justere de relative mengder av nitrogen og hydrogen før gassen tilføres ammoniakksyntesen. Fjerning av CO, C02 og H20 kan utføres relativt enkelt. En høy grad av fjerning av CH4, Ar og samtidig fjerning av overskudds N2 har vært vanskelig å oppnå på en økonomisk måte. Spesielt for lavtrykkssyntese er denne siste rensing av stor betydning.
Fra US patent nr. 3.442.612 er det kjent en hydrokarbon reforming prosess for produksjon av syntesegass, omfattende en kryogen enhet for sluttrensing av syntesegassen. Sluttrensingen med hensyn på fjerning av uønskede komponenter er akseptabel, men prisen for å oppnå dette er et høyt trykkfall og tap av energi fra gassen.
Formålet med foreliggende oppfinnelse var å utvikle en sluttrens-ingsprosess som leverte en syntesegass for ammoniakk tilnærmet fri for CO, CH4 og overskudds N2 uten vesentlig trykkfall og som var mere energieffektiv enn de kjente prosesser.
Et ytterligere formål var å gjenvinne CH4 fra gassen for å forbedre totaløkonomien til prosessen og unngå utslipp av CH4 til omgiv-elsene.
Etter å ha vurdert alle tilgjengelige prosesser og forskjellige prosesskombinasjoner for sluttrensing av den aktuelle gassblanding, bestemte oppfinneren seg for å undersøke ytterligere anvendelse av kryogene enheter. Grunnen til dette var at det var blitt funnet at en meget ren syntesegass som hadde korrekt H2/N2-fbrhold kunne fremstilles ved hjelp av slike kryogene enheter. Spørsmålet var om selve prosessen kunne endres og gjøres mere energieffektiv uten tap av effekt med hensyn til rensing av den endelige syntesegass.
Hovedulempen til en kjent sluttrenseprosess er som angitt ovenfor trykktapet gjennom den kryogene enhet. Oppfinnerne undersøkte derfor forskjellige alternativer av prosesstrømmene gjennom denne enheten for å unngå trykktap. Det ble funnet at det var nødvendig å redusere trykket til den inngående gass før det ble tilført separeringsenheten. Hvis den inngående gass som inneholdt uønskede gasskomponenter ganske enkelt ble kjølt fra prosesstemperaturen til den foranstående enhet, f.eks. en metaneringsenhet foran den kryogene enhet, til metningstemperatur og tilført en destillasjonskolonne ved forestående prosesstrykk, kunne man oppnå den nødven-dige fjerning av de uønskede komponenter. Det ble videre funnet at mere av den tilstedeværende energi kunne gjenvinnes ved å utføre en dekompresjon av avtrekksgassen til atmosfærisk trykk gjennom en ekspansjonsturbin. Innenfor dette konsept var det også mulig å gjenvinne mesteparten av CH4 fra avtrekksgassen med enkel destilla-sjon uten ytterligere bruk av ekstern energi. Kostnadene for en slik CH4-gjenvinning kunne rettiferdiggjøres ikke bare ved dens verdi men også utfra en miljømessig vurdering. Utslippet av hydrokarboner til atmosfæren fra petrokjemiske anlegg er blitt mere og mere uønsket. Hydrogen kan også gjenvinnes på en ganske økonomisk måte innenfor dette konseptet med små investeringer i en ekstra enhet.
Oppfinnelsens omfang og dens spesielle trekk er som angitt i de tilknyttede krav.
Oppfinnelsen og dens fordeler vil bli videre forklart i den følgende beskrivelse av tegningene og eksemplene.
Fig. 1 viser en konvensjonell prosess for anvendelse av
en kryogen enhet for sluttrensing av syntese-
gass.
Fig. 2 viser en prosess ifølge oppfinnelsen.
Fig. 3 viser en prosess ifølge oppfinnelsen omfattende
gjenvinning av CH4 fra avtrekksgassen.
I figur 1 blir for-renset syntesegass fra metaneringstrinnet tilført en kryogen enhet som prosesstrøm 1 til en varmevekslerenhet 7 med mellomliggende dekompresjon i en turbin 4. Den kjølte gass 9 tilføres en destillasjonskolonne 5 hvor CH4, Ar og overskudds N2 fjernes fra syntesegassen som forlater toppen av kolonnen 5 gjennom ledningen 11. Den sluttrensede syntesegass blir så oppvarmet i en varmeveksler 7 og tilført en ammoniakksynteseenhet (ikke vist) gjennom ledning 2. De fjernede gasskomponenter forlater bunnen av kolonnen 5 gjennom ledningen 12 og videre gjennom en trykkavspenningsventil 6. Denne avtrekksgassen blir videre kjølt ved varmeveksling i den øvre del av kolonnen 5 som den forlater gjennom ledning 10. Avtrekksgassen blir videre oppvarmet i varmeveksleren 7 og slippes til atmosfæren gjennom ledning 3.
I figur 2 er vist en prosess ifølge oppfinnelsen hvor den for-rensede gass 1 tilføres direkte til varmeveksleren 7 og gjennom ledning 9 til destillasjonskolonnen 5. Ifølge denne prosess blir de fjernede komponenter, dvs. avtrekksgassen fra kolonne 5, oppvarmet i varmeveksler 7, men mellom to varmevekslingstrinn blir dens trykk redusert til omtrent atmosfæretrykk i en ekspansjonsturbin 4. 1 figur 3 er vist en prosess ifølge oppfinnelsen omfattende gjenvinning av CH4. Innkommende gass 1, som eventuelt er blandet med gjenvunnet H2, blir igjen ganske enkelt kjølt i en varmeveksler 7 og tilført direkte til kolonne 5 gjennom ledning 9. I dette tilfellet blir bunnfraksjonen fra kolonne 5 først ekspandert over ventilen 6 og så varmevekslet ved toppen av kolonne 5 og så tilført til den andre destillasjonskolonne 8 gjennom ledning 13. Gjenvunnet CH4 forlater bunnen av kolonnen 8 gjennom ledning 14 og føres gjennom varmeveksler 7 før den returneres til prosessen foran den kryogene enhet for ytterligere omsetning eller forbrenning.
Hydrogengjenvinningsenheten (ikke vist) kan plasseres i prosess-strømmen 12 mellom bunnen til kolonnen 5 og ventilen 6.
Toppfraksjonen fra kolonne 8 forlater denne gjennom ledning 16 og dens trykk blir redusert i turbin 4, hvorpå den tilføres gjennom ledning 17 tilbake til kolonne 8 for å varmeveksles før avtrekksgassen 18 til slutt oppvarmes i varmeveksleren 7 og avtrekksgassen 3 føres ut av den kryogene enhet.
Eksempel 1
Dette eksempel viser sluttrensing av syntesegass ifølge en konvensjonell prosess som vist i figur 1 hvortil det her refereres.
For-renset gass 1 tilføres den kryogene enhet hvorfra renset gass 2 tas ut. Sammensetningen av de forskjellige gasstrømmer er angitt i Kmol/time.
H2/N2-forholdet av renset syntesegass (2) var 2,9977.
Destillasjonskolonnen 5 ble kjølt ved 24,8 bar og den innkommende gass (1) hadde et trykk på 27,8 bar som ble redusert til 24,8 bar over turbinen 4. Avtrekksgassen fra destillasjonskolonnen 5 ble redusert til 3 bar over reduksjonsventilen 6. Det totale trykkfall gjennom den kryogene enhet var 3,4 bar, og dette tilsvarer omtrent 0,7 MW.
Eksempel 2
Dette eksemplet viser en prosess ifølge oppfinnelsen som vist i figur 2. Innkommende gass (1), avtrekksgass (3) og renset gass (2) hadde følgende sammensetning i Kmol/time:
H2/N2-forholdet av renset syntesegass (2) var 2,9916.
Innkommende gass (1) hadde et trykk på 27,5 bar, og destillasjonskolonnen 5 ble kjølt ved et trykk på 27 bar. Trykket i avtrekksgassen (3) som forlater destillasjonskolonnen 5 ble redusert fra 27 bar til 3,6 bar over reduksjonsventilen 6 og videre ned til 2 bar over turbinen 4.
Trykkfallet over den kryogene enhet var 0,5 bar.
Eksempel 3
Dette eksemplet viser en prosess ifølge oppfinnelsen omfattende gjenvinning av CH4 som vist i figur 3.
Sammensetningen i Kmol/time for de forskjellige gasstrømmer var:
H2/N2-forholdet av renset syntesegass (2) var 2,9937.
99,76% av CH4 ble gjenvunnet fra avtrekksgassen.
Som man kan se fra eksemplene var effekten med hensyn til gjenvinning av CH4, Ar og overskudds N2 fra syntesegassen omtrent den samme for den konvensjonelle prosessen og prosessen ifølge oppfinnelsen. Men oppfinnelsen inkluderer også gjenvinning av mere enn 96% av CH4-innholdet til den for-rensede gass slik det er vist i eksempel 3. Også en vesentlig mengde av hydrogeninnholdet i avtrekksgassen kan bli gjenvunnet ved å gjøre mindre investeringer slik det er antydet for prosessen ifølge figur 3.
Foreliggende oppfinnelse gir således en prosess som bevarer fordelene ved de kjente prosesser og dertil oppnår en vesentlig gjenvinning av energi. Ved å velge det foreliggende definerte prosessløp for den kryogene enhet reduseres trykkfallet vesentlig, og det representerer besparelser på i det minste 0,7 MW som tilsvarer en verdi på omtrent 2 mill. NOK pr. år. Gjenvinning av f.eks. 187 Kmol CH4/time (eksempel 3), dvs. omkring 24.000 tonn/år CH4 som brenngass, korresponderer til en verdi av omtrent 10 mill. NOK pr. år. Ved ekspandering av bare en del av gassen og ved et lavere totaltrykk i en ekspansjonsturbin vil man oppnå reduserte turb inkostnader.
Mulighetene for gjenvinning av CH4 og H2 fra avtrekksgassen innenfor det samme konsept forbedrer ytterligere økonomien til prosessen, som kan anvende konvensjonelle enheter som varme-vekslere, destillasjonskolonner og ekspansjonsenheter, men kombinere disse enheter på en spesielle måte og drive dem ved spesielt valgte driftsbetingelser.
Dersom det av en eller annen grunn blir funnet fordelaktig å tillate et høyere innhold av CH4 fra reformerdelen, er foreliggende prosess spesielt fordelaktig, spesielt når den praktiseres ifølge krav 3, dvs. gjenvinning av både CH4 og H2 fra avtrekksgassen.
Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er spesielt fordelaktig i kombinasjon med lavtrykks ammoniakkprosesser hvor ammoniakksyntesen kan utføres ved omtrent samme trykk som metaner-ingen, ettersom det ikke er nødvendig med rekompresjon av syntesegassen etter sluttrensingstrinnet.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for sluttrensing av syntesegass for ammoniakkfremstilling etter dens for-rensing ved fjerning av CO, C02 og H20, omfattende anvendelse av en kryogen enhet for fjerning av CH4, Ar og overskudds N2, karakterisert ved at den for-rensende gass (1) fra en foranstående enhet kjøles fra prosesstemperatur i denne enhet til metningstemperaturnivå og tilføres direkte til en destillasjonskolonne (5) for separering av gassen i renset syntesegass (11,2) og avtrekksgass (12,10,3) inneholdende fjernet CH4, Ar og overskudds N2, og at separeringen utføres ved tilnærmelsesvis samme trykk i den foregående enhet og at avtrekksgassen (12,10) varmes til endelig avtrekkstemperatur ved mellomliggende trykkavspenning ned til omtrent atmosfærisk trykk gjennom en trykkavspenningsventil (6) og i det minste én ekpansjonsturbin (4) og at den rensede syntesegass (11) blir varmevekslet med for-renset syntesegass (1).
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at mesteparten av CH4-innholdet i avtrekkksgassen (12,13) fjernes i en andre destillasjonskolonne (8) før sluttavspenning av trykket i en ekspansjonsturbin (4) og reflux til den andre destillasjonskolonnen (8) som oppnås ved delvis kombinasjon ved varmeveksling med utløpet (17) fra turbinen (4) etterfulgt av oppvarming av denne turbinens utløp (17), avtrekksgassen (18), og den sluttrensede syntesegass (11) mot den for-rensede syntesegass (1) som tilføres prosessen.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at både CH4 og H2 fjernes fra avtrekksgassen (12) og at hydrogen fjernes fra avtrekksgassen (12) før CH4-fjerningen og fjernes som en separat prosesstrøm (14) som varmeveksles med for-renset gass (1) og så blandes dermed foran nevnte varmevekslingstrinn (7) .
NO910272A 1991-01-23 1991-01-23 Fremgangsmaate for rensing av syntesegass for ammoniakkfremstilling NO171966C (no)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO910272A NO171966C (no) 1991-01-23 1991-01-23 Fremgangsmaate for rensing av syntesegass for ammoniakkfremstilling
PCT/NO1992/000015 WO1992012927A1 (en) 1991-01-23 1992-01-22 Method for purification of synthesis gas
AU11871/92A AU1187192A (en) 1991-01-23 1992-01-22 Method for purification of synthesis gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO910272A NO171966C (no) 1991-01-23 1991-01-23 Fremgangsmaate for rensing av syntesegass for ammoniakkfremstilling

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO910272D0 NO910272D0 (no) 1991-01-23
NO910272L NO910272L (no) 1992-07-24
NO171966B true NO171966B (no) 1993-02-15
NO171966C NO171966C (no) 1993-05-26

Family

ID=19893817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO910272A NO171966C (no) 1991-01-23 1991-01-23 Fremgangsmaate for rensing av syntesegass for ammoniakkfremstilling

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU1187192A (no)
NO (1) NO171966C (no)
WO (1) WO1992012927A1 (no)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6620399B1 (en) 2000-04-10 2003-09-16 Robert Rudolf Josef Jungerhans Purification of gases, in synthesis gas production process
US9126841B2 (en) 2004-07-29 2015-09-08 Fluor Technologies Corporation Ammonia plant
CN103641069B (zh) * 2013-11-25 2015-07-01 张周卫 低温污氮用闪蒸气液分离器
US10024595B2 (en) * 2016-09-21 2018-07-17 Praxair Technology, Inc. System and method for cryogenic purification of a feed stream comprising hydrogen, methane, nitrogen and argon
US10295251B2 (en) 2016-09-21 2019-05-21 Praxair Technology, Inc. System and method for cryogenic purification of a feed stream comprising hydrogen, methane, nitrogen and argon
US10088229B2 (en) 2016-09-21 2018-10-02 Praxair Technology, Inc. System and method for cryogenic purification of a feed stream comprising hydrogen, methane, nitrogen and argon

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1792285A1 (de) * 1968-08-14 1971-10-28 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung und Reinigung von Wasserstoff
FR2418770A1 (fr) * 1978-03-03 1979-09-28 Air Liquide Procede de traitement d'un gaz de purge d'une installation de synthese d'ammoniac
ZA802258B (en) * 1979-04-24 1981-04-29 Foster Wheeler Ltd Synthesis gas for ammonia production
GB2132328B (en) * 1982-12-23 1986-03-26 Air Prod & Chem A process for removing methane and argon from crude ammonia synthesis gas]
IN160585B (no) * 1983-02-14 1987-07-18 Exxon Research Engineering Co

Also Published As

Publication number Publication date
NO910272L (no) 1992-07-24
AU1187192A (en) 1992-08-27
NO910272D0 (no) 1991-01-23
WO1992012927A1 (en) 1992-08-06
NO171966C (no) 1993-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102651575B1 (ko) 수소 및 이산화탄소의 생산 및 분리를 위한 시스템들 및 방법들
US11814287B2 (en) Method of producing a hydrogen-enriched product and recovering CO2 in a hydrogen production process unit
US7871577B2 (en) Process and apparatus for the production of hydrocarbon compounds from methane
US5609040A (en) Process and plant for producing carbon monoxide
US6276171B1 (en) Integrated apparatus for generating power and/or oxygen enriched fluid, process for the operation thereof
CN1246225C (zh) 从天然气得到的氮/氢混合物生产氨的方法
US4552572A (en) Process for desulfurization of fuel gas
US8591770B2 (en) Process for the production of syngas for ammonia synthesis
US6098424A (en) Process and plant for production of carbon monoxide and hydrogen
CN109790019B (zh) 用于产生一氧化碳的工艺和装置
KR101265916B1 (ko) 합성 가스의 극저온 분리
UA127164C2 (uk) Спосіб отримання газу для синтезу аміаку
CA2709586A1 (en) Process for the production of carbon dioxide utilizing a co-purge pressure swing adsorption unit
US6178774B1 (en) Process and plant for the combined production of an ammonia synthesis mixture and carbon monoxide
RU2558579C2 (ru) Производство кондиционного синтез-газа для синтеза аммиака с криогенной очисткой
US5832747A (en) Cryogenic adjustment of hydrogen and carbon monoxide content of syngas
CN103328375B (zh) 使用低温分离生产氨合成气和纯甲烷的方法和装置
CN107328166A (zh) 一种采用双循环的co深冷分离系统及其分离方法
US11066347B2 (en) Purification and liquefaction of biogas by combination of a crystallization system with a liquefaction exchanger
KR20220016462A (ko) 일산화탄소, 수소 및 적어도 하나의 산 가스를 각각 함유하는 두 가스상 스트림들의 분리를 위한 방법 및 장치
RU2414659C2 (ru) Способ и устройство для выделения продуктов из синтез-газа
NO171966B (no) Fremgangsmaate for rensing av syntesegass for ammoniakkfremstilling
JPS62265115A (ja) アンモニアの製造方法
CN104495751A (zh) 一种高效分离合成气制取氢气及一氧化碳的方法及装置
JP2007502398A (ja) 少なくとも１０％の一酸化炭素をふくむ流体混合物を提供するための方法および装置