铁催化剂串钌催化剂氨合成工艺

摘要

本发明涉及一种铁催化剂串钌催化剂的氨合成工艺；第一和第二合成塔装铁系氨合成催化剂，第三合成塔装钌系氨合成催化剂，三塔串联连接；氢、氮循环气加压进入第一合成塔反应，第一合成塔出口气与新鲜合成气混合，体积比为3～4∶1，温度在370～380℃，进入第二合成塔反应，第二合成出口气与新鲜氮气混合，氢/氮摩尔比为3～2∶1，温度在360～370℃，进入第三合成塔，氮气和氢气在钌的催化作用下部分生成氨，放出热量，第三合成塔出口气氨浓度在19～23％，温度在400～430℃；出塔气去氨冷器分离出大部分的氨，未分离出的氨与未反应的氢、氮和氩大部分作为循环气进第一合成塔；该工艺实现了能量的高效利用。

主权项

一种铁催化剂串钌催化剂的氨合成工艺，其特征在于：在含有三个合成塔的氨合成系统中，第一合成塔和第二合成塔装铁系氨合成催化剂，第三合成塔装钌系氨合成催化剂，三个塔以串联方式连接；三个塔为绝热式反应器；氢、氮循环气加压至10～15MPa(G)进入第一合成塔，塔入口气中含有在氨分离系统未分离掉的氨，体积分数在3％左右，通过第一合成塔床层的体积空速为10000h‑1，部分氢气和氮气在铁系催化剂的作用下反应生成氨，同时放出热量，出口氨质量浓度为8～12％，温度为450～510℃；第一合成塔出口气与新鲜合成气在静态混合器A中混合，第一塔合成塔出口气与新鲜合成气的体积比为3～4∶1，控制新鲜合成气的温度使混合后的气体的温度在370～380℃，进入第二合成塔，通过第二合成塔床层的体积空速为10000h‑1，部分氢气和氮气在铁系催化剂的作用下反应生成氨，同时放出热量，第二合成塔出口气氨质量浓度在14～17％，温度在450～510℃；第二合成塔出口气与新鲜氮气在静态混合器B中混合，控制新鲜氮气的体积使混合后气体中氢、氮摩尔比3～2∶1，控制新鲜氮气的温度使混合后气体的温度在360～370℃，进入第三合成塔，通过第三合成塔床层的体积空速为10000h‑1，氮气和氢气在钌的催化作用下部分生成氨，放出热量，第三合成塔出口气氨质量浓度在19～23％，温度在400～430℃；出塔气体去氨冷器分离出大部分的氨，未分离出的氨与未反应的氢、氮和氩分两部分，一小部分作为驰放气回收氢后排放，大部分作为循环气经压缩机压缩到10～15MPa(G)后进入第一合成塔。