RU2012147006A - Извлечение водорода и азота из аммиачного продувочного газа - Google Patents

Извлечение водорода и азота из аммиачного продувочного газа Download PDF

Info

Publication number
RU2012147006A
RU2012147006A RU2012147006/05A RU2012147006A RU2012147006A RU 2012147006 A RU2012147006 A RU 2012147006A RU 2012147006/05 A RU2012147006/05 A RU 2012147006/05A RU 2012147006 A RU2012147006 A RU 2012147006A RU 2012147006 A RU2012147006 A RU 2012147006A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
extraction unit
nitrogen
circuit
stream
Prior art date
Application number
RU2012147006/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2545546C2 (ru
Inventor
ОСТУНИ Раффаэле
ФИЛИППИ Эрманно
Фредерик СКИННЕР Джеффри
Original Assignee
Аммония Касале Са
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 Аммония Касале Са filed Critical Аммония Касале Са
Publication of RU2012147006A publication Critical patent/RU2012147006A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2545546C2 publication Critical patent/RU2545546C2/ru

Links

Classifications

    • 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
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04—Preparation of ammonia by 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
    • C01B3/506—Separation of hydrogen or hydrogen-containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification at low temperatures
    • 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
    • C01B3/52—Separation of hydrogen or hydrogen-containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with liquids; Regeneration of used liquids
    • 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
    • C01B3/56—Separation of hydrogen or hydrogen-containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with solids; Regeneration of used solids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis
    • C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis from N2 and H2 in presence of a catalyst
    • C01C1/0476—Purge gas treatment, e.g. for removal of inert gases or recovery of H2
    • 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
    • F25J3/0233—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
    • 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
    • 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
    • F25J3/028—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 noble gases
    • F25J3/0285—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 noble gases of argon
    • 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
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/0605—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the feed stream
    • F25J3/062—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
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/068—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation 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
    • C01B2203/0415—Purification by absorption in liquids
    • 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
    • C01B2203/048—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
    • C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0043—Impurity removed
    • C01B2210/0068—Organic compounds
    • C01B2210/007—Hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0043—Impurity removed
    • C01B2210/0078—Noble gases
    • C01B2210/0082—Argon
    • 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
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/80—Processes or apparatus using separation by rectification using integrated mass and heat exchange, i.e. non-adiabatic rectification in a reflux exchanger or dephlegmator
    • 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
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
    • F25J2205/04—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum in the feed line, i.e. upstream of the fractionation step
    • 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
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/02—Mixing or blending of fluids to yield a certain product
    • 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
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30—Compression 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
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/30—Dynamic liquid or hydraulic expansion with extraction of work, e.g. single phase or two-phase turbine
    • 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
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass 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
    • F25J2270/02—Internal refrigeration with liquid vaporising loop
    • 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
    • F25J2270/12—External refrigeration with liquid vaporising loop
    • 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
    • F25J2270/42—Quasi-closed internal or closed external nitrogen refrigeration cycle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

1. Аммиачная установка для синтеза аммиака из кондиционного газа, содержащего водород и азот, содержащая:контур (1) синтеза, работающий при давлении синтеза, включающий по меньшей мере циркуляционный насос (4) и конвертер (2) синтеза;продувочную линию, отводящую поток (10) продувочного газа при давлении контура из контура синтеза, причем поток продувочного газа содержит водород и азот плюс метан и/или аргон;узел извлечения (100, 200, 300, 400, 500, 600) для извлечения части водорода и азота, содержащихся в подаваемом потоке (20) продувочного газа, направляемом в узел извлечения;причем узел извлечения включает по меньшей мере один теплообменник для охлаждения подаваемого потока продувочного газа и секцию разделения высокого давления, включающую по меньшей мере один фазовый сепаратор высокого давления, работающий при давлении контура, при этом теплообменник(и) и секция разделения выполнены с возможностью:а) охлаждения потока продувочного газа, подаваемого в узел извлечения, по меньшей мере в канале теплообменника узла извлечения до криогенной температуры, пригодной для обеспечения по меньшей мере частичного ожижения метана и аргона в одном или нескольких фазовом(ых) сепараторе(ах), расположенных ниже по потоку;б) разделения ожиженной части продувочного газа и извлеченного газообразного потока, содержащего водород и азот при давлении контура, в секции разделения высокого давления; ив) повторного нагрева извлеченного газообразного потока при давлении контура по меньшей мере в канале теплообменника узла извлечения, и отвода полученного таким образом повторно нагретого газообразного потока (123, 223, 323, 423, 523, 623) из узла извлечени�

Claims (14)

1. Аммиачная установка для синтеза аммиака из кондиционного газа, содержащего водород и азот, содержащая:
контур (1) синтеза, работающий при давлении синтеза, включающий по меньшей мере циркуляционный насос (4) и конвертер (2) синтеза;
продувочную линию, отводящую поток (10) продувочного газа при давлении контура из контура синтеза, причем поток продувочного газа содержит водород и азот плюс метан и/или аргон;
узел извлечения (100, 200, 300, 400, 500, 600) для извлечения части водорода и азота, содержащихся в подаваемом потоке (20) продувочного газа, направляемом в узел извлечения;
причем узел извлечения включает по меньшей мере один теплообменник для охлаждения подаваемого потока продувочного газа и секцию разделения высокого давления, включающую по меньшей мере один фазовый сепаратор высокого давления, работающий при давлении контура, при этом теплообменник(и) и секция разделения выполнены с возможностью:
а) охлаждения потока продувочного газа, подаваемого в узел извлечения, по меньшей мере в канале теплообменника узла извлечения до криогенной температуры, пригодной для обеспечения по меньшей мере частичного ожижения метана и аргона в одном или нескольких фазовом(ых) сепараторе(ах), расположенных ниже по потоку;
б) разделения ожиженной части продувочного газа и извлеченного газообразного потока, содержащего водород и азот при давлении контура, в секции разделения высокого давления; и
в) повторного нагрева извлеченного газообразного потока при давлении контура по меньшей мере в канале теплообменника узла извлечения, и отвода полученного таким образом повторно нагретого газообразного потока (123, 223, 323, 423, 523, 623) из узла извлечения при давлении контура и возвращения в контур синтеза при давлении контура,
отличающаяся тем, что узел извлечения включает несколько фазовых сепараторов, расположенных последовательно каскадом и включающих по меньшей мере один первый сепаратор (203, 303) высокого давления, образующий секцию разделения высокого давления, и по меньшей мере второй сепаратор (205, 206, 305), работающий при существенно меньшем давлении, чем давление контура, причем второй и каждый последующий сепаратор выполнены с возможностью приема жидкого продукта из предыдущего сепаратора каскада, и узел извлечения выполнен с возможностью отвода извлеченного газообразного потока (223, 323), содержащего водород и азот, по существу при давлении контура, и по меньшей мере другого газообразного потока (231, 241, 332), содержащего водород и азот, при более низком давлении.
2. Аммиачная установка по п.1, в которой секция разделения высокого давления включает несколько фазовых сепараторов (603а, 603b) высокого давления, способных работать при давлении контура и при разных температурах, причем второй (603b) и каждый последующий сепаратор этой секции разделения высокого давления могут принимать газообразную фазу, отделенную в предыдущем сепараторе (603а) и охлажденную в теплообменнике (610) секции извлечения, и установка также включает по меньшей мере дополнительный сепаратор (630), способный работать при давлении существенно меньшем, чем давление контура, так что узел извлечения обеспечивает возможностью отвода извлеченного газообразного потока (623), содержащего водород и азот, по существу при давлении контура, и по меньшей мере другого газообразного потока, содержащего водород и азот, при более низком давлении.
3. Аммиачная установка по п.1, в которой узел извлечения включает по меньшей мере один расширительный аппарат, выполненный с возможностью расширения жидкого потока, полученного в фазовых сепараторах, для обеспечения по меньшей мере части общего охлаждения узла извлечения, причем расширительный аппарат представляет собой предвключенную турбину, экспандер или обычный клапан.
4. Аммиачная установка по п.1, в которой узел извлечения (300) включает дистилляционную колонну (306), выполненную с возможностью приема расширенного нижнего потока из сепаратора с минимальным давлением в каскаде фазовых сепараторов в узле извлечения, причем эта дистилляционная колонна обеспечивает получение пара (340) в виде верхнего погона, обогащенного аргоном, который повторно нагревают в канале (320d) теплообменника (302) узла извлечения и отводят из узла извлечения.
5. Аммиачная установка по п.1, которая включает фазовый сепаратор (400, 500) высокого давления узла извлечения в виде орошаемого массообменного аппарата (403) или обратного холодильника (503).
6. Аммиачная установка по п.1, которая включает теплообменник или теплообменники одного или нескольких следующих типов: пластинчато-ребристый, змеевиковый теплообменник, пластинчатый теплообменник с вытравленными каналами или кожухотрубный теплообменник.
7. Аммиачная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой узел извлечения соединен с циркуляционным насосом (4) с возможностью отбора продувочного газа на стороне нагнетания этого циркуляционного насоса или ниже по потоку от конвертера (2) синтеза, причем извлеченный поток, содержащий водород и азот, отведенный при давлении контура из узла извлечения, повторно вводят в контур (1) при давлении контура.
8. Способ извлечения азота и водорода, содержащихся в продувочном газе контура синтеза аммиака, который отбирают из контура синтеза аммиака и который содержит водород и азот плюс некоторое количество метана и/или аргона, при осуществлении которого:
отводят аммиачный продувочный газ (10) из контура (1) синтеза аммиака при давлении контура;
направляют подаваемый поток (20) продувочного газа в узел извлечения для извлечения по меньшей мере части содержащихся в нем азота и водорода,
отличающийся тем, что:
а) подаваемый поток продувочного газа охлаждают до криогенной температуры при достижении частичного ожижения метана и аргона;
б) по меньшей мере один газообразный поток, содержащий водород и азот, отделяют от охлажденного подаваемого потока продувочного газа в нескольких фазовых сепараторах узла извлечения, расположенных последовательно каскадом в узле извлечения и включающих по меньшей мере один первый сепаратор (203, 303) высокого давления, образующий секцию разделения высокого давления, и по меньшей мере второй сепаратор (205, 206, 305), работающий при давлении существенно более низком, чем давление контура, причем второй и каждый последующий сепаратор принимают жидкий продукт из предыдущего сепаратора каскада, и узел извлечения выполнен с возможностью отвода извлеченного газообразного потока (223, 323), содержащего водород и азот, по существу при давлении контура, и по меньшей мере другого газообразного потока (231, 241, 332), содержащего водород и азот, при более низком давлении, и
в) упомянутый газообразный поток, содержащий водород и азот, по существу при давлении контура, полученный на стадии (б), повторно нагревают, и полученный таким образом повторно нагретый газообразный поток (123, 223, 323, 423, 523, 623) отводят из узла извлечения при давлении контура и возвращают в контур (1) синтеза при давлении контура.
9. Способ по п.8, в котором жидкий поток, полученный отделением на стадии (б) расширяют на нескольких стадиях расширения, отделяя один или несколько дополнительных газообразных потоков, содержащих водород и азот, при давлении меньшем, чем давление контура.
10. Способ по п.8, в котором стадию (б) проводят при нескольких уровнях температур, причем газообразный поток, отделенный из подаваемого потока продувочного газа при первой температуре, затем охлаждают и дополнительно разделяют на газообразную и жидкую фракции по меньшей мере при другой, более низкой температуре.
11. Способ по п.8, в котором скорость потока продувки такова, что циркулирующий в контуре газ имеет концентрацию инертных примесей, таких как CH4 и Ar, не более 10 мол.% по существу без потерь реагента H2, причем менее 50% содержания азота и более 50% аргона и метана в продувочном газе удаляют.
12. Способ по п.8, в котором один или несколько жидких потоков, полученных в узле извлечения, расширяют по меньшей мере на стадии расширения для обеспечения по меньшей мере части от общего охлаждения узла извлечения, предпочтительно с помощью расширения потока с утилизацией механической энергии/работы путем сброса давления в турбине или экспандере в дополнение к клапану.
13. Способ по п.8, в котором также отделяют газообразный поток (341), обогащенный аргоном, и отводят из узла извлечения.
14. Способ по любому из пп.8-13, в котором давление контура находится в диапазоне от 50 до 500 бар, предпочтительно в диапазоне от 80 до 300 бар, а криогенная температура находится в диапазоне от -230°C до -130°C.
RU2012147006/05A 2010-04-07 2010-05-17 Извлечение водорода и азота из аммиачного продувочного газа RU2545546C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10159190.7 2010-04-07
EP10159190A EP2374758A1 (en) 2010-04-07 2010-04-07 Hydrogen and nitrogen recovery from ammonia purge gas
PCT/EP2010/056753 WO2011124268A1 (en) 2010-04-07 2010-05-17 Hydrogen and nitrogen recovery from ammonia purge gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012147006A true RU2012147006A (ru) 2014-05-20
RU2545546C2 RU2545546C2 (ru) 2015-04-10

Family

ID=42562715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012147006/05A RU2545546C2 (ru) 2010-04-07 2010-05-17 Извлечение водорода и азота из аммиачного продувочного газа

Country Status (11)

Country Link
US (2) US20130039835A1 (ru)
EP (2) EP2374758A1 (ru)
CN (1) CN102985367B (ru)
AU (1) AU2010350540B2 (ru)
CA (1) CA2792985C (ru)
CL (1) CL2012002793A1 (ru)
DK (1) DK2556024T3 (ru)
MX (1) MX2012011026A (ru)
MY (1) MY151236A (ru)
RU (1) RU2545546C2 (ru)
WO (1) WO2011124268A1 (ru)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2301886A1 (en) * 2009-09-03 2011-03-30 Ammonia Casale S.A. Waste heat recovery in a chemical process and plant, particularly for the synthesis of ammonia
US20140137599A1 (en) * 2011-07-22 2014-05-22 Russell H. Oelfke Helium Recovery From Natural Gas Streams
CN102674248A (zh) * 2012-05-25 2012-09-19 贵州开磷（集团）有限责任公司 一种合成氨尾气中氢气的回收工艺
CA2875696C (en) 2012-06-27 2020-09-01 Grannus, Llc Polygeneration production of power and fertilizer through emissions capture
CN103112824B (zh) * 2013-01-29 2015-04-15 北京新峰泰克工程技术有限公司 液氮洗装置以及净化原料气体的方法
CN103925773B (zh) * 2013-11-05 2016-08-17 北京蓝图工程设计有限公司 一种合成氨尾气制备液化天然气及氮氢气的方法
CN104261428A (zh) * 2014-09-08 2015-01-07 山东省舜天化工集团有限公司 一种提高氨净值的合成氨生产方法
EP3026016A1 (en) 2014-11-27 2016-06-01 Casale SA A method for revamping an ammonia plant
EP3037386A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-29 Casale SA A plant and a process for ammonia production with cryogenic purification, and a related method of revamping
EP3059210A1 (en) * 2015-02-20 2016-08-24 Casale SA Process for the ammonia production
EP3095760A1 (en) 2015-05-21 2016-11-23 Casale SA A method for increasing the capacity of an ammonia plant
US9957161B2 (en) 2015-12-04 2018-05-01 Grannus, Llc Polygeneration production of hydrogen for use in various industrial processes
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
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
EP3366670A1 (en) * 2017-02-27 2018-08-29 Casale Sa A process and system to capture ammonia from a purge gas of a urea plant
WO2019008741A1 (ja) * 2017-07-07 2019-01-10 日揮株式会社 アンモニアの回収方法および回収装置
WO2020085324A1 (ja) 2018-10-23 2020-04-30 つばめＢｈｂ株式会社 アンモニア合成システムおよびアンモニアの製造方法
WO2022089820A1 (en) * 2020-10-30 2022-05-05 Casale Sa Control of an ammonia synthesis loop at partial load
CN112499647A (zh) * 2020-12-23 2021-03-16 宁波四明化工有限公司 一种氢气回收工艺
CN116997526B (zh) 2021-03-30 2025-10-28 卡萨尔公司 使用绿色氢气的氨合成工艺
BE1030241B1 (de) * 2022-02-03 2023-09-04 Thyssenkrupp Ind Solutions Ag Anlage zur Erzeugung von Ammoniak
CN114891546B (zh) * 2022-06-08 2022-12-09 佛燃能源集团股份有限公司 利用合成氨驰放气制取氢气和燃料级天然气的系统及方法
CN118145674B (zh) * 2024-03-28 2026-04-21 南京聚拓化工科技有限公司 一种双极单循环氨合成方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3675434A (en) * 1965-03-11 1972-07-11 Pullman Inc Separation of low-boiling gas mixtures
GB1274504A (en) * 1969-09-30 1972-05-17 Petrocarbon Dev Ltd Improvements in or relating to the synthesis of ammonia
GB1460681A (en) * 1975-02-06 1977-01-06 Petrocarbon Dev Ltd Treatment of ammonia synthesis purge gas
US4524056A (en) 1983-07-05 1985-06-18 Foster Wheeler Energy Corporation Process for the production of ammonia
US4752311A (en) * 1986-02-24 1988-06-21 The Boc Group, Inc. Argon recovery from ammonia plant purge gas utilizing a combination of cryogenic and non-cryogenic separating means
DE102005025651A1 (de) * 2005-06-03 2006-12-07 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Produkten aus Synthesegas
EP2022754A1 (en) 2007-08-08 2009-02-11 Ammonia Casale S.A. Process for producing ammonia synthesis gas
EP2135841A1 (en) * 2008-06-20 2009-12-23 Ammonia Casale S.A. Process for the production of syngas for ammonia synthesis

Also Published As

Publication number Publication date
CA2792985C (en) 2017-08-22
BR112012025670A2 (pt) 2016-06-28
US20130039835A1 (en) 2013-02-14
AU2010350540A1 (en) 2012-09-27
US20160060130A1 (en) 2016-03-03
MX2012011026A (es) 2012-11-30
WO2011124268A1 (en) 2011-10-13
US10040691B2 (en) 2018-08-07
AU2010350540B2 (en) 2014-02-06
CL2012002793A1 (es) 2013-01-18
RU2545546C2 (ru) 2015-04-10
EP2556024B1 (en) 2014-07-23
MY151236A (en) 2014-04-30
DK2556024T3 (da) 2014-10-20
CA2792985A1 (en) 2011-10-13
CN102985367A (zh) 2013-03-20
EP2374758A1 (en) 2011-10-12
EP2556024A1 (en) 2013-02-13
CN102985367B (zh) 2015-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2012147006A (ru) Извлечение водорода и азота из аммиачного продувочного газа
US9163188B2 (en) Separation of carbon dioxide and hydrogen
RU2430316C2 (ru) Способ для сжижения углеводородного потока и устройство для его осуществления
US20120000243A1 (en) Separation of carbon dioxide and hydrogen
AU2019226280A1 (en) Helium extraction from natural gas
US20120118012A1 (en) Separation of gases
RU2010150141A (ru) Улучшенное удаление азота в установке для получения сжиженного природного газа
CN107108244B (zh) 用于深冷纯化生产氨的设备和方法及相关的改造方法
EP0161100A2 (en) Distillation process with high thermo-dynamic efficiencies
RU2614947C1 (ru) Способ переработки природного газа с извлечением С2+ и установка для его осуществления
RU2014146578A (ru) Извлечение спг из синтез-газа с использованием смешанного хладагента
WO2023242144A1 (en) Method and plant for separation of carbon dioxide (co2)
US20210131727A1 (en) Lights Removal From Carbon Dioxide
CN110114627B (zh) 用于低温分离氢气和一氧化碳的混合物的方法
RU2720732C1 (ru) Способ и система охлаждения и разделения потока углеводородов
CN110779276A (zh) 用于ch4生产中低温分离一氧化碳、氢气和甲烷的混合物的方法和装置
CN113566493A (zh) 氦气回收的深冷分离系统
CN108474615B (zh) 低温分离合成气的方法和设备
AU2022215037B2 (en) Method and apparatus for separating a flow rich in carbon dioxide by distillation to produce liquid carbon dioxide
US20180094854A1 (en) Process and plant for recovering argon in a unit for separating an ammonia synthesis purge gas
RU32583U1 (ru) Установка низкотемпературного разделения углеводородного газа
RU2528792C1 (ru) Способ выделения одноступенчатой ректификацией инертных газов из хвостовых газов и устройство для его осуществления
WO2024165416A1 (en) Small scale expansion cycle methane liquefaction process
CN105423700A (zh) 单级精馏设备分离空气

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant