[其他]多級(jí)氨合成法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86108984
• 申請(qǐng)日: 1986-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN86108984A
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樓壽林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 樓壽林
• 主分類號(hào): C01C1/04
• 分類號(hào): C01C1/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明屬于化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域中的合成氨工業(yè)制造技術(shù)。若進(jìn)一步說(shuō)是用含有惰性氣的氫氮?dú)庾髟系湍芎牡陌焙铣煞ǎ嗫烧J(rèn)為是對(duì)傳說(shuō)氨合成法放空氣中氫氮?dú)獾暮侠砝糜谶M(jìn)一步合成氨。

目前作為合成氨的原料氣中一般含有1%左右或更多的惰性氣，在加壓到50～320大氣壓后送入氨合成工段，在氨合成的循環(huán)回路中每通過(guò)一次合成塔，氫、氮?dú)怆S著氨的生成而消耗20%左右。惰性氣因積累而含量升高，現(xiàn)在工廠中用從系統(tǒng)中排放一部分循環(huán)氣來(lái)保持合成循環(huán)氣的惰氣濃度在10～26%之間的一個(gè)穩(wěn)定水平上。這樣原料氣的6～8%作為放空氣被排放。目前多個(gè)合成回路并聯(lián)或單回路的流程難于解決降低循環(huán)氣中惰氣濃度和減少放空氣量之間的矛盾，因?yàn)闇p少合成循環(huán)氣中的惰氣含量雖可提高設(shè)備能力和減少合成工段動(dòng)力消耗，但必將引起放空氣中氫、氮?dú)鈸p失增加。而放空氣量的減少雖可減少原料氣的消耗但又將導(dǎo)致循環(huán)氣中惰氣濃度的提高，以致影響生產(chǎn)能力，增加動(dòng)力消耗。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外解決這一問(wèn)題的基本方法是從放空氣中回收氫再用作氨合成的原料。已在工業(yè)上實(shí)施的主要方法有深冷法、變壓吸附法和薄膜分離法，其中尤其以美國(guó)MonSanto公司商品名為“prism”的薄膜分離器使用較多，據(jù)使用工廠數(shù)據(jù)實(shí)際可增產(chǎn)氨2～4%。但是薄膜法所得回收氣為低壓氣中帶回 1/3 左右惰性氣。因此再用來(lái)合成氨時(shí)必將增加合成氣壓縮，氨合成和分離等設(shè)備的負(fù)荷，額外增加動(dòng)力消耗。這不僅影響到實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，且引起原有生產(chǎn)裝置能力之不平衡。變壓吸附法和深冷法也在不同程度上存在上述問(wèn)題。因此近年來(lái)各國(guó)均很重視用第二氨合成系統(tǒng)將放空氣中氫氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨的研究。此法的關(guān)鍵問(wèn)題是欲得高的氫氮?dú)饣厥章示捅仨気^大幅度提高第二合成系統(tǒng)的惰性氣濃度，而這就要使該系統(tǒng)的氨合成率減少，增加這部分的動(dòng)力消耗，甚至難以使氨合成正常進(jìn)行。最早的一份美國(guó)專利US1938598是將主系統(tǒng)來(lái)的弛放氣由100～200大氣壓加壓到500～1000大氣壓來(lái)提高第二系統(tǒng)合成率的，這同樣使能耗增加。最近的一篇專利為1983年6月2日公布的英國(guó)專利GB2109361，其中為主系統(tǒng)取出的弛放氣不經(jīng)壓縮升壓直接送到第二氨合成系統(tǒng)。該系統(tǒng)惰氣濃度為50%，在這里采用鉑族金屬觸媒如釕（Ru）代替鐵觸媒以提高觸媒的低溫活性，增加了氨合成率，但顯然這將使得觸媒費(fèi)明顯增加。

本發(fā)明的目的在于尋找能進(jìn)一步降低原料氣消耗同時(shí)進(jìn)一步提高合成工段生產(chǎn)能力，降低動(dòng)力消耗的途徑。

本發(fā)明采用的第一個(gè)措施是用多個(gè)回路串聯(lián)逐級(jí)合成，將惰性氣濃集在氨合成的尾部，因?yàn)槌擞枚铓夂亢艿偷脑蠚?，在氨合成循環(huán)氣中惰性氣的積累通常是不可避免的，但是惰氣含量卻是隨著原料氣中氫、氮?dú)獾南募鞍钡纳啥鸩教岣叩摹，F(xiàn)行的合成裝置將全部產(chǎn)量的氨合成置于放空氣中惰性氣濃度的同一水平上，而未利用補(bǔ)入原料氣中惰氣含量低的有利條件，致使12～30%的合成工段動(dòng)力和設(shè)備能力無(wú)謂的消耗于惰氣的循環(huán)。在本法中，正是根據(jù)這一狀況將氨的合成經(jīng)過(guò)多個(gè)合成回路由大到小逐級(jí)串聯(lián)進(jìn)行。在這一方法中原料氣全部補(bǔ)入第一級(jí)，使大部分氨的合成在很低的惰氣含量下進(jìn)行，然后將部分循環(huán)氣排放至第二級(jí)作為氨合成原料。這樣逐級(jí)進(jìn)行惰氣濃度逐步升高，除了末級(jí)要滿足排放原料氣中帶入的惰氣量而應(yīng)維持較高的惰氣濃度外，前面各級(jí)均可維持比現(xiàn)有合成回路低得多的濃度，而末級(jí)的產(chǎn)氨量比前幾級(jí)要小得多，從而可使氨合成中用于惰氣循環(huán)的功耗和設(shè)備投資大幅度降低。