JPH085645B2 - アンモニア合成ガスの調製方法 - Google Patents
アンモニア合成ガスの調製方法Info
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- JPH085645B2 JPH085645B2 JP3338990A JP33899091A JPH085645B2 JP H085645 B2 JPH085645 B2 JP H085645B2 JP 3338990 A JP3338990 A JP 3338990A JP 33899091 A JP33899091 A JP 33899091A JP H085645 B2 JPH085645 B2 JP H085645B2
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- C01B3/02—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen
- C01B3/22—Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアンモニア合成ガスの調
製、特にそのH2:N2 の割合の調整に関するものである。
製、特にそのH2:N2 の割合の調整に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アンモニア合成ガスは従来天然ガス或い
は高級炭化水素等の原料を一次水蒸気改質とそれに続く
二次改質処理に付すことにより調製されていた。一次水
蒸気改質の間、上記原料は外部加熱改質器の管内に充填
された改質触媒の存在下水蒸気と反応する。一次改質さ
れたガスはそれから二次改質器に送り込まれ、それでガ
ス中の水素と残余炭化水素分は二次改質用触媒の存在下
で空気または酸素含有量の多い空気で部分的に酸化され
る。二次改質器中に送り込まれる空気の量は、アンモニ
ア合成の際の化学量論比により限定される。
は高級炭化水素等の原料を一次水蒸気改質とそれに続く
二次改質処理に付すことにより調製されていた。一次水
蒸気改質の間、上記原料は外部加熱改質器の管内に充填
された改質触媒の存在下水蒸気と反応する。一次改質さ
れたガスはそれから二次改質器に送り込まれ、それでガ
ス中の水素と残余炭化水素分は二次改質用触媒の存在下
で空気または酸素含有量の多い空気で部分的に酸化され
る。二次改質器中に送り込まれる空気の量は、アンモニ
ア合成の際の化学量論比により限定される。
【０００３】上記の一連の合成ガスの改質プロセスの代
りにまたはそれに加えて自己熱改質器における総合的断
熱改質法が用いられる。自己熱改質法は好ましくは補足
的に酸素が利用可能なときに利用される。断熱改質の
間、ニッケルを含む改質触媒が装填された固定床におい
て炭化水素原料と酸素との接触反応が行われる。
りにまたはそれに加えて自己熱改質器における総合的断
熱改質法が用いられる。自己熱改質法は好ましくは補足
的に酸素が利用可能なときに利用される。断熱改質の
間、ニッケルを含む改質触媒が装填された固定床におい
て炭化水素原料と酸素との接触反応が行われる。
【０００４】プロセスの操作条件と原料の組成の如何に
よって二次または断熱改質の間、アンモニア合成で通常
要求される約 3の化学量論的なH2:N2 のモル比を得るた
めに要求されるよりも往々にして過剰の空気を供給する
必要がある。これは特に補足酸素が入手できないときに
必要である。化学量論的な比のアンモニア合成ガスを入
手するためには非理論量の空気の添加による部分的な酸
化段階の間合成ガス中に導入された過剰量の窒素は合成
ガスがアンモニア合成サイクルに送り込まれる前に除去
されねばならない。
よって二次または断熱改質の間、アンモニア合成で通常
要求される約 3の化学量論的なH2:N2 のモル比を得るた
めに要求されるよりも往々にして過剰の空気を供給する
必要がある。これは特に補足酸素が入手できないときに
必要である。化学量論的な比のアンモニア合成ガスを入
手するためには非理論量の空気の添加による部分的な酸
化段階の間合成ガス中に導入された過剰量の窒素は合成
ガスがアンモニア合成サイクルに送り込まれる前に除去
されねばならない。
【０００５】現在最も普通に工業的に使用されているア
ンモニア合成ガスからの窒素の除去法は圧力スイング吸
着と深冷分離である。圧力スイング吸着においては、窒
素分子は合成分子ふるいによる吸着により合成ガスから
除去される。そのふるいは多数の吸着床に配設されてお
り、そこで窒素分子は高圧下で除去され、次に減圧や低
圧下または真空下でのパージによる脱着処理に付せられ
る。深冷分離においてはまず液体窒素で洗浄されたの
ち、窒素は加圧、冷却、膨張を通した冷凍サイクル内で
液化される。この工程は冷凍ボックス内で行われ、そこ
で過剰の窒素は液化と気液分離により合成ガスから除去
される。圧力スイング吸収と深冷分離の主な欠点は合成
ガスの冷凍或いは膨張と再加圧のために、高価なエネル
ギーを必要とすることである。
ンモニア合成ガスからの窒素の除去法は圧力スイング吸
着と深冷分離である。圧力スイング吸着においては、窒
素分子は合成分子ふるいによる吸着により合成ガスから
除去される。そのふるいは多数の吸着床に配設されてお
り、そこで窒素分子は高圧下で除去され、次に減圧や低
圧下または真空下でのパージによる脱着処理に付せられ
る。深冷分離においてはまず液体窒素で洗浄されたの
ち、窒素は加圧、冷却、膨張を通した冷凍サイクル内で
液化される。この工程は冷凍ボックス内で行われ、そこ
で過剰の窒素は液化と気液分離により合成ガスから除去
される。圧力スイング吸収と深冷分離の主な欠点は合成
ガスの冷凍或いは膨張と再加圧のために、高価なエネル
ギーを必要とすることである。
【０００６】
【解決しようとする課題】本発明は、アンモニア合成で
要求されている合成ガスのH2:N2 の割合を効率良く調整
し、かつ冷却、膨張等に必要なエネルギーを最小限に抑
制する方法を提供することを目的とする。
要求されている合成ガスのH2:N2 の割合を効率良く調整
し、かつ冷却、膨張等に必要なエネルギーを最小限に抑
制する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はアンモニア合成
ガスにおける H2:N2の割合を調整する経済的な方法を提
供することを目的とするものである。上述の公知の分離
方法に比して、本発明方法によれば炭化水素原料の水蒸
気改質及び/ または部分酸化によって最初に調製された
アンモニア合成ガス中の過剰の窒素は、ガスの一部をま
ず接触転化して高沸点生成物に変換し次いでこれを経済
的に液化して、そして気液分離することによって除去す
る。これによって費用のかかる冷凍やガス膨張操作を要
せずに合成ガス中の含窒素含有量の調整が可能となり、
更にこれによりアンモニア合成プロセスの全体効率を改
善することが可能となる。
ガスにおける H2:N2の割合を調整する経済的な方法を提
供することを目的とするものである。上述の公知の分離
方法に比して、本発明方法によれば炭化水素原料の水蒸
気改質及び/ または部分酸化によって最初に調製された
アンモニア合成ガス中の過剰の窒素は、ガスの一部をま
ず接触転化して高沸点生成物に変換し次いでこれを経済
的に液化して、そして気液分離することによって除去す
る。これによって費用のかかる冷凍やガス膨張操作を要
せずに合成ガス中の含窒素含有量の調整が可能となり、
更にこれによりアンモニア合成プロセスの全体効率を改
善することが可能となる。
【０００８】本発明によって、炭化水素原料の水蒸気改
質及び/ または部分酸化によって最初に調製されたアン
モニア合成ガスは、一連の工程を経てアンモニア合成反
応に必要な化学量論比をもつように調整される。この最
初の段階において部分酸化工程から出てくる合成ガスは
2つの部分に分けられる。
質及び/ または部分酸化によって最初に調製されたアン
モニア合成ガスは、一連の工程を経てアンモニア合成反
応に必要な化学量論比をもつように調整される。この最
初の段階において部分酸化工程から出てくる合成ガスは
2つの部分に分けられる。
【０００９】その一つの部分において、初めに生成した
合成ガス中に含有されている水素と酸化炭素類を触媒的
に反応させて、メタノール、未反応水素、酸化炭素類及
び窒素から主として成るガス流を得、このガスを冷却す
ることにより液相のメタノール成分と窒素に富んだ気相
成分を得、気液分離によって両成分を分離し、このよに
して得られた窒素不含のメタノール相を後の工程に送
り、これを蒸発及び接触分解して水素と一酸化炭素に富
むガスに変換し、このガスは更に最初の工程から得られ
た合成ガスの残りの部分と混合される。
合成ガス中に含有されている水素と酸化炭素類を触媒的
に反応させて、メタノール、未反応水素、酸化炭素類及
び窒素から主として成るガス流を得、このガスを冷却す
ることにより液相のメタノール成分と窒素に富んだ気相
成分を得、気液分離によって両成分を分離し、このよに
して得られた窒素不含のメタノール相を後の工程に送
り、これを蒸発及び接触分解して水素と一酸化炭素に富
むガスに変換し、このガスは更に最初の工程から得られ
た合成ガスの残りの部分と混合される。
【００１０】これによって次のアンモニア合成反応工程
に送られる必要量の窒素を含む粗(raw) アンモニア合成
用ガスが得られる。水蒸気改質法及び部分酸化方法にお
ける条件によっては最初に製造された合成ガス中におけ
る窒素の含有量はある範囲内において変化する可能性が
ある。このようにして窒素が除去される流れの部分の容
量は部分酸化工程から排出されるガス中の実際の窒素含
有量に応じて調整されなければならない。
に送られる必要量の窒素を含む粗(raw) アンモニア合成
用ガスが得られる。水蒸気改質法及び部分酸化方法にお
ける条件によっては最初に製造された合成ガス中におけ
る窒素の含有量はある範囲内において変化する可能性が
ある。このようにして窒素が除去される流れの部分の容
量は部分酸化工程から排出されるガス中の実際の窒素含
有量に応じて調整されなければならない。
【００１１】最初に調製された合成ガスの総ガス容積の
約 5〜30% に相当する量がメタノール転化器に送られ、
窒素含有ガスの残りは窒素除去処理をバイパスし最後の
窒素除去後のガス流と再混合されて化学量論的なアンモ
ニア合成原料ガスが得られることになる。この循環部で
の水素と酸化炭素類の転化は下記のメタノール平衡発熱
反応に基づいている。
約 5〜30% に相当する量がメタノール転化器に送られ、
窒素含有ガスの残りは窒素除去処理をバイパスし最後の
窒素除去後のガス流と再混合されて化学量論的なアンモ
ニア合成原料ガスが得られることになる。この循環部で
の水素と酸化炭素類の転化は下記のメタノール平衡発熱
反応に基づいている。
【００１２】
【外１】 これらの反応は商業的に入手できるメタノール合成触媒
との接触により固定床か沸騰水型メタノール転化器によ
って行われる。メタノール転化器からの流出物中に含ま
れる窒素、未反応水素と酸化炭素類及び更に少量含まれ
ているメタンは、本発明の基本的思想に従って冷却水で
の冷却と続いてパージガスを含んだ窒素と液化メタノー
ルの相分離によって、調製されたメタノールから分離さ
れる。
との接触により固定床か沸騰水型メタノール転化器によ
って行われる。メタノール転化器からの流出物中に含ま
れる窒素、未反応水素と酸化炭素類及び更に少量含まれ
ているメタンは、本発明の基本的思想に従って冷却水で
の冷却と続いてパージガスを含んだ窒素と液化メタノー
ルの相分離によって、調製されたメタノールから分離さ
れる。
【００１３】本発明方法によれば気液分離が全工程を通
じての最大圧力下、すなわち20〜100 バールで行われる
ことが特徴であり、特に得られたメタノールガスの中間
的及び高エネルギーが要求される膨張工程を必要としな
いことである。窒素含有量の多いパージガス内の圧力エ
ネルギーはパージガス内の燃焼性ガスが例えばバーナー
における燃料として使用される前に更に膨張タービン内
で使用することもできる。生成した窒素不含メタノール
は分離後液相でポンプに送られ、メタノール接触分解器
に入る前に最初に調製された熱い合成ガスとの間接熱交
換によって蒸発される。蒸発されたメタノールは接触分
解器内で吸熱メタノール分解反応によって分解される。
じての最大圧力下、すなわち20〜100 バールで行われる
ことが特徴であり、特に得られたメタノールガスの中間
的及び高エネルギーが要求される膨張工程を必要としな
いことである。窒素含有量の多いパージガス内の圧力エ
ネルギーはパージガス内の燃焼性ガスが例えばバーナー
における燃料として使用される前に更に膨張タービン内
で使用することもできる。生成した窒素不含メタノール
は分離後液相でポンプに送られ、メタノール接触分解器
に入る前に最初に調製された熱い合成ガスとの間接熱交
換によって蒸発される。蒸発されたメタノールは接触分
解器内で吸熱メタノール分解反応によって分解される。
【００１４】
【外２】 接触分解器内の処理条件と合成ガスの次の処理段階にお
ける処理条件によっては、次の反応式によって一酸化炭
素の含量が少ないガスを入手するために、メタノールが
メタノール接触分解器に送られる前にボイラー用供給水
とメタノールを混合することが望ましい。
ける処理条件によっては、次の反応式によって一酸化炭
素の含量が少ないガスを入手するために、メタノールが
メタノール接触分解器に送られる前にボイラー用供給水
とメタノールを混合することが望ましい。
【００１５】
【外３】 上記メタノール分解反応は通常の銅含有メタノール分解
触媒の存在下で迅速に平衡的に進行する。吸熱反応に必
要な熱が合成ガスによって供給される本発明の好ましい
具体例では、部分酸化処理から出る高温の合成ガスは分
解器のシェル側を通過しそこで分解器の管内を通るメタ
ノールとの間接熱交換が行われる。
触媒の存在下で迅速に平衡的に進行する。吸熱反応に必
要な熱が合成ガスによって供給される本発明の好ましい
具体例では、部分酸化処理から出る高温の合成ガスは分
解器のシェル側を通過しそこで分解器の管内を通るメタ
ノールとの間接熱交換が行われる。
【００１６】最後にこれに続くアンモニア合成工程での
化学量論的要求量に合った窒素含有量をもった合成ガス
は、最初に調製された窒素を含んだ合成ガスのバイパス
部分とメタノール接触分解器からの流出物を混合するこ
とにより取得できる。ここまでに使用された「最初に調
製された合成ガス」とは炭化水素原料の最初の水蒸気改
質及び/ または部分酸化によって生成するようなアンモ
ニア合成の際の化学量よりも過剰の窒素を含んだ粗アン
モニア合成ガスを意味する。このガスは上述した方法に
おける窒素含量の調整後、一酸化炭素の変性転化、二酸
化炭素除去及びメタン化によって処理される。
化学量論的要求量に合った窒素含有量をもった合成ガス
は、最初に調製された窒素を含んだ合成ガスのバイパス
部分とメタノール接触分解器からの流出物を混合するこ
とにより取得できる。ここまでに使用された「最初に調
製された合成ガス」とは炭化水素原料の最初の水蒸気改
質及び/ または部分酸化によって生成するようなアンモ
ニア合成の際の化学量よりも過剰の窒素を含んだ粗アン
モニア合成ガスを意味する。このガスは上述した方法に
おける窒素含量の調整後、一酸化炭素の変性転化、二酸
化炭素除去及びメタン化によって処理される。
【００１７】
【実施例】本発明の好適な具体例を添付図面で更に説明
する。これは最初に調製されたアンモニア合成ガス中の
窒素含有量の調整のためのプロセスを示すフローチャー
トを表している。水素、酸化炭素類及び化学量論的に過
剰の窒素から成る、炭化水素原料の水蒸気改質及び/ ま
たは部分酸化で最初に調製されたアンモニア合成ガスは
供給ライン10により管状メタノール接触分解器12のシェ
ル側へ供給される。メタノール接触分解器に入る前に合
成ガスはプロセス廃熱利用や蒸気発生のための熱交換に
より約 300〜400 ℃に冷却されている。メタノール接触
分解器において合成ガスは、後述する様に接触分解器内
において進行している吸熱メタノール分解反応に必要な
熱を供給する。熱交換された合成ガスは約 270〜350 ℃
の温度でライン14を経てメタノール接触分解器を出て更
に熱交換器13内で冷却される。冷却された合成ガスはそ
れからライン14に設けられたスロットルバルブ15によっ
て 2つの部分に分割される。その 1つの部分はライン16
を通ってメタノール転化器22に供給される。
する。これは最初に調製されたアンモニア合成ガス中の
窒素含有量の調整のためのプロセスを示すフローチャー
トを表している。水素、酸化炭素類及び化学量論的に過
剰の窒素から成る、炭化水素原料の水蒸気改質及び/ ま
たは部分酸化で最初に調製されたアンモニア合成ガスは
供給ライン10により管状メタノール接触分解器12のシェ
ル側へ供給される。メタノール接触分解器に入る前に合
成ガスはプロセス廃熱利用や蒸気発生のための熱交換に
より約 300〜400 ℃に冷却されている。メタノール接触
分解器において合成ガスは、後述する様に接触分解器内
において進行している吸熱メタノール分解反応に必要な
熱を供給する。熱交換された合成ガスは約 270〜350 ℃
の温度でライン14を経てメタノール接触分解器を出て更
に熱交換器13内で冷却される。冷却された合成ガスはそ
れからライン14に設けられたスロットルバルブ15によっ
て 2つの部分に分割される。その 1つの部分はライン16
を通ってメタノール転化器22に供給される。
【００１８】合成ガスの残りの部分はライン38を通して
次に述べる様に窒素が除去され循環されているガス流と
最終的に再混合される。メタノール転化器22に送られる
合成ガスの実際の容量はここまでに述べた様に最初に調
製された合成ガス中の窒素の含量に依存する。メタノー
ル転化器に導入されるガスの流れは蒸発器35を通過する
ことによってライン32を通過するメタノールとの間接的
な熱交換により約 150〜225 ℃の温度に調節される。メ
タノール転化器22に入る前に分岐されたガス流中に含ま
れている水分は、冷却器19を通過する冷却水19a により
10〜35℃に冷却し、分離器20内で凝縮して分離すること
により取り除き、ライン21を通って廃水処理に付せられ
る。
次に述べる様に窒素が除去され循環されているガス流と
最終的に再混合される。メタノール転化器22に送られる
合成ガスの実際の容量はここまでに述べた様に最初に調
製された合成ガス中の窒素の含量に依存する。メタノー
ル転化器に導入されるガスの流れは蒸発器35を通過する
ことによってライン32を通過するメタノールとの間接的
な熱交換により約 150〜225 ℃の温度に調節される。メ
タノール転化器22に入る前に分岐されたガス流中に含ま
れている水分は、冷却器19を通過する冷却水19a により
10〜35℃に冷却し、分離器20内で凝縮して分離すること
により取り除き、ライン21を通って廃水処理に付せられ
る。
【００１９】残っている乾燥したガス部分は分離器20か
ら熱交換器18を通過し、そこでライン16により熱交換器
を通過する水分を含んだ合成ガスとの間接熱交換によっ
てメタノール転化器内で必要とされる 150〜225 ℃の温
度に再加熱される。乾燥し再加熱された合成ガスはそれ
からメタノール転化器22の管側に入り、そこで合成ガス
中に含まれる水素と酸化炭素類の間の吸熱メタノール合
成反応によってメタノールを生成する。
ら熱交換器18を通過し、そこでライン16により熱交換器
を通過する水分を含んだ合成ガスとの間接熱交換によっ
てメタノール転化器内で必要とされる 150〜225 ℃の温
度に再加熱される。乾燥し再加熱された合成ガスはそれ
からメタノール転化器22の管側に入り、そこで合成ガス
中に含まれる水素と酸化炭素類の間の吸熱メタノール合
成反応によってメタノールを生成する。
【００２０】最適の転化率のためにメタノール転化器は
ボイラー供給水23により冷却され、約 105〜190 ℃の温
度で転化器のシェル側を通過する。ボイラー供給水は転
化器を冷却した後、8 〜16バールの圧力で中圧の蒸気と
してライン24を通して転化器のシェル側から引き出され
る。ライン25を通って転化器22から出るメタノール含有
量の多い流出物は、メタノール転化器に供給される合成
ガス中に存在していた多量の窒素とともに未反応水素及
び酸化炭素類を含み、メタノール分は流出物と間接熱交
換して冷却器を通過する冷却水26a によって10〜35℃の
間の温度に冷却器26内で冷却することによりこれらのガ
スから分離される。
ボイラー供給水23により冷却され、約 105〜190 ℃の温
度で転化器のシェル側を通過する。ボイラー供給水は転
化器を冷却した後、8 〜16バールの圧力で中圧の蒸気と
してライン24を通して転化器のシェル側から引き出され
る。ライン25を通って転化器22から出るメタノール含有
量の多い流出物は、メタノール転化器に供給される合成
ガス中に存在していた多量の窒素とともに未反応水素及
び酸化炭素類を含み、メタノール分は流出物と間接熱交
換して冷却器を通過する冷却水26a によって10〜35℃の
間の温度に冷却器26内で冷却することによりこれらのガ
スから分離される。
【００２１】流出物中のガス状のメタノールは分離器27
中で液体となり残余窒素を含んだガスから分離される。
気液相の分離は約20〜100 バールの圧力下で、多量のエ
ネルギーを消費するガス膨張と再圧縮段階なしで行われ
る。この圧力は合成ガスの分離とその前のメタノール転
化段階の間の全処理圧力に相当する。
中で液体となり残余窒素を含んだガスから分離される。
気液相の分離は約20〜100 バールの圧力下で、多量のエ
ネルギーを消費するガス膨張と再圧縮段階なしで行われ
る。この圧力は合成ガスの分離とその前のメタノール転
化段階の間の全処理圧力に相当する。
【００２２】分離された窒素含有量の多いガスは分離器
からライン28を通って同じ圧力でパージされる。パージ
ガス中に含まれる圧力エネルギーは例えばガスタービン
(図示されていない) 内で有効的に利用される。
からライン28を通って同じ圧力でパージされる。パージ
ガス中に含まれる圧力エネルギーは例えばガスタービン
(図示されていない) 内で有効的に利用される。
【００２３】分離されたガスは所望に応じてガス内に含
まれている未反応水素と酸化炭素類を更に転化するため
ライン29と16を経由してメタノール転化器22に 1循環さ
れる。このガスはエジェクターポンプ30によって循環さ
れる。このポンプはライン16とライン29に接続され、か
つライン16のループ内の合成ガス流による圧力によって
運転される。この場合の圧力は分離器内の圧力よりもい
くらか高い。分離された液体メタノールはライン32を通
して分離器27から引き出され、ライン33に供給されてい
るボイラー供給水と任意に混合される。
まれている未反応水素と酸化炭素類を更に転化するため
ライン29と16を経由してメタノール転化器22に 1循環さ
れる。このガスはエジェクターポンプ30によって循環さ
れる。このポンプはライン16とライン29に接続され、か
つライン16のループ内の合成ガス流による圧力によって
運転される。この場合の圧力は分離器内の圧力よりもい
くらか高い。分離された液体メタノールはライン32を通
して分離器27から引き出され、ライン33に供給されてい
るボイラー供給水と任意に混合される。
【００２４】メタノールまたはメタノールと水との混合
物は次に、ライン32のポンプ34を通して10〜35℃の温度
で蒸発器35に送られ、そこでライン16を通って流れる合
成ガスと間接熱交換により蒸発される。蒸発したメタノ
ールまたはメタノールと水蒸気の混合物は更に予熱器13
内でライン14を通過してくる合成ガスとの間接熱交換に
より約 220〜270 ℃の温度まで予熱される。予熱された
メタノールガスは次にメタノール接触分解器12の管側に
導入され、接触分解管のシェル中で 300〜400℃の入口
温度で流れている合成ガスと向流的に流れて間接熱交換
される。メタノール接触分解器内でのメタノールあるい
はメタノールと水蒸気の混合物は前述したメタノール接
触分解器の管内に充填されたメタノール分解触媒の存在
下吸熱メタノール分解反応により水素と酸化炭素類に分
解される。
物は次に、ライン32のポンプ34を通して10〜35℃の温度
で蒸発器35に送られ、そこでライン16を通って流れる合
成ガスと間接熱交換により蒸発される。蒸発したメタノ
ールまたはメタノールと水蒸気の混合物は更に予熱器13
内でライン14を通過してくる合成ガスとの間接熱交換に
より約 220〜270 ℃の温度まで予熱される。予熱された
メタノールガスは次にメタノール接触分解器12の管側に
導入され、接触分解管のシェル中で 300〜400℃の入口
温度で流れている合成ガスと向流的に流れて間接熱交換
される。メタノール接触分解器内でのメタノールあるい
はメタノールと水蒸気の混合物は前述したメタノール接
触分解器の管内に充填されたメタノール分解触媒の存在
下吸熱メタノール分解反応により水素と酸化炭素類に分
解される。
【００２５】水素と酸化炭素類含有量の多い流出物はラ
イン37を通って接触分解器から引き出されライン38内の
合成ガスを含んだ窒素の流れに混合される。ここで得ら
れた窒素分が調整された合成ガスは、水素、一酸化炭素
及び窒素を例えば 2.5:0.5:1のモル比で含んでおり、こ
のガスをさらに既知の一酸化炭素の水蒸気による変性転
化処理工程に付すことによって、H2:N2 の割合が約3:1
であるアンモニア合成用ガスを生成する。
イン37を通って接触分解器から引き出されライン38内の
合成ガスを含んだ窒素の流れに混合される。ここで得ら
れた窒素分が調整された合成ガスは、水素、一酸化炭素
及び窒素を例えば 2.5:0.5:1のモル比で含んでおり、こ
のガスをさらに既知の一酸化炭素の水蒸気による変性転
化処理工程に付すことによって、H2:N2 の割合が約3:1
であるアンモニア合成用ガスを生成する。
【図１】 本願のアンモニア合成方法の具体例を示すフ
ローチャート
ローチャート
12 メタノール接触分解器 13 熱交換器 15 スロットルバルブ 18 熱交換器 19 冷却器 20 分離器 22 メタノール転化器 23 ボイラー供給水 24 中圧水蒸気 26 冷却器 26a 冷却水 27 分離器 30 エジェクターポンプ 34 ポンプ 35 蒸発器
Claims (7)
- 【請求項１】 炭化水素原料の水蒸気改質及び/ または
部分酸化によってアンモニア合成ガスを調製する方法に
おいて、 a) 炭化水素原料の水蒸気改質及び/ または部分酸化で
得られた、水素、酸化炭素類及びアンモニア合成のため
の化学量論比よりも過剰の窒素を含む生成物の流れを第
1の部分と第 2の部分に分割する工程、 b) 上記第 1の部分を接触転化に付して、その中に含有
される水素と酸化炭素類を反応させてメタノール含有量
の多いガスを得る工程、 c) b)の工程で得られたメタノール含有量の多いガスを
冷却して窒素を実質的に含まない液体メタノール相と窒
素含有量の多いパージガス相に分離する工程、 d) c)の工程で分離されたメタノール相を蒸発させてメ
タノールの吸熱接触分解反応に付し、水素と酸化炭素類
の含量の多いガスを得る工程、及び e) d)の工程で得られた水素と酸化炭素類の含量の多い
ガスを、a)の工程で得られたアンモニア合成のための化
学量論比よりも過剰の窒素を含む生成物の第 2の部分と
混合することによって、水素、酸化炭素類及びアンモニ
ア合成の化学量論に相当する量の窒素を含む粗アンモニ
ア合成ガスを得る工程 より成ることを特徴とする上記方法。 - 【請求項２】 d)の工程におけるメタノールの吸熱接触
分解反応に必要な熱が、炭化水素原料の水蒸気改質及び
/ または部分酸化からの熱との間接熱交換によって供給
される請求項 1の方法。 - 【請求項３】 液体メタノール相が、約20〜100 バール
の圧力で窒素含有量の多いパージガスから分離される請
求項 1の方法。 - 【請求項４】 分離されたパージガスに含まれる圧力エ
ネルギーがガスタービン内で利用される請求項 3に記載
の方法。 - 【請求項５】 c)の工程で分離された未反応の水素と酸
化炭素類を含んだ窒素含有量の多いパージガスがb)の工
程でのメタノールへの接触転化のために再循環される請
求項 1に記載の方法。 - 【請求項６】 窒素含有量の多いパージガスが、炭化水
素原料の水蒸気改質及び/ または部分酸化からの生成物
の流れで駆動されるエジェクターポンプによって再循環
される請求項 5の方法。 - 【請求項７】 炭化水素原料の水蒸気改質及び/ または
部分酸化で得られた生成物の全量の約 5〜30容量% が第
1の部分として分割される請求項 1〜6 のいずれか 1つ
に記載の方法。
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|---|---|---|---|
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| DK3050/90 | 1990-12-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04331705A JPH04331705A (ja) | 1992-11-19 |
| JPH085645B2 true JPH085645B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=8118516
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (7)
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|---|---|
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| EP (1) | EP0492544B1 (ja) |
| JP (1) | JPH085645B2 (ja) |
| CA (1) | CA2057600C (ja) |
| DE (1) | DE69104816T2 (ja) |
| DK (1) | DK166722B1 (ja) |
| NO (1) | NO307135B1 (ja) |
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-
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