【正文】
A small fraction of this liquefied nitrogen 76 moreover has its pressure reduced using a pressurereducing valve 77 and vaporized at low pressure in the head condenser 66 of the separation column 63. The nitrogen at low pressure (typically 2 bar) exiting the condenser 66 and warmed to form the flow 78 may supply a lowpressure nitrogen work or be repressed before being recycled at 70 into the process. The heat budget of the plant 6 is balanced by pressurereduction, in a turbine 67, of a stream of nitrogen at high pressure 79 partially cooled in the exchanger 60, or optionally by vaporization of an external supplement of liquid nitrogen. According to an alternative embodiment of the invention depicted in FIG. 3, the separations are carried out by means of an open cycle whose fluid is carbon monoxide 80. In this case, the carbon monoxide produced is used, after repression of a stream taken from the fraction 58, to supply the base boilers 64 and 65 as well as the head condenser 66 of the separation columns 62 and 63, via flows 81, 82, 86 respectively, in a way similar to that described above with reference to the nitrogen flows 71, 72, 76. The process according to the present invention makes it possible to reduce the energy consumption and the investment cost pared with known processes. This is because it provides carbon monoxide production in parallel with the final purification of hydrogen for the production of the ammonia synthesis mixture, that is to say directly from the residual flow output by the nitrogenwashing step in the same cold box. The residual flow from this nitrogenwashing step has not been warmed, pressed and cooled to low temperature before purification of the carbon monoxide, as in the prior art mentioned above. Furthermore, the process according to the invention does not provide separation of the nitrogen in an independent distillation step, but intermediate withdrawal during the washing with liquid nitrogen. It has thus been demonstrated that, by degrading the carbon monoxide yield (loss during the intermediate withdrawal) in the initial step of washing with nitrogen, it is possible to produce both hydrogen with suitable purity for the production of an ammonia synthesis mixture and carbon monoxide with a purity of at least 98%, suitable for most of the applications for which it is conventionally intended. The energy used to produce carbon monoxide and its characteristics were evaluated for the process of the invention by parison with the known process, according to the following schemes: Scheme 1 according to the prior art: production of an ammonia synthesis mixture by washing with liquid nitrogen, in a first cold box, with a residue rich in carbon monoxide as byproduct, production of carbon monoxide by purifying the residue in a second cold box. Scheme 2 according to the invention: integrated production of an ammonia synthesis mixture and carbon dioxide, in the same cold box. The feed gas has the following characteristics: TABLE 1 Composition mol % CO flow rate [stp]/h 66,480 pressure bar The following results were obtained: Specific energy for production of 1 [stp] of carbon monoxide: Scheme 1: kWh/ [stp] Scheme 2: kWh/ [stp], . about 4 times less. The carbon monoxide produced has the following characteristics: TABLE 2 CO produced Scheme 2 COrich residue Scheme 1 (known) (invention) Composition mol % Composition mol % CO CO 5 ppmv 5 ppmv Flow rate [stp]/h 16,370 5442 5875 Energy kW 1578 400 美國專利 6, 178, 774 Billy 2020 年 1月 30 氨合成氣和一氧化碳的聯(lián)合生產(chǎn)方法和工廠。在氮洗滌塔中氫被純化。 聲明 聲 明如下: 1. 包括有高壓下,生產(chǎn)氨合成物 (N2 +3H2)的一氧化碳的聯(lián)合生產(chǎn)過程包括, a)在高壓下在洗滌塔中用氮氣提純氫氣 ,b)在高壓下得到氫氣,最后一步是在洗滌塔中用氮氣凈化,并且氮氣流在高壓下。 2. 依據(jù)聲明一所言的,在高壓下的氮蒸汽中的一部分被用于分離步驟中冷卻循環(huán)中的循環(huán)流體。 4. 依據(jù)聲明 2 所言的,高壓下的氮蒸汽中的一部分被冷卻,使它的壓力降低,并且在低壓下被用于冷卻蒸餾塔的頂部。 6. 依據(jù)聲明 1 所言的,高 壓氮蒸汽的一部分在渦輪中使它的壓力降低到用于分離步驟中的冷卻。 8. 依據(jù)聲明 7 所言的,一氧化碳蒸汽使它的壓力降低,并且用于向氣提塔和蒸餾塔分別提供蒸汽。 9 所言的,低壓下的一氧化碳蒸汽被壓縮,并且在分離步驟中作為循環(huán)液循環(huán)使用在冷卻循環(huán)過程中。 ,低溫意味著分離氫和 一氧化碳的混合氣體,正如其他的組分包括氮和甲烷,包括有熱交換器,提供高壓氮蒸汽的氣源和氮氣洗滌塔,需改善的部分有:氮洗滌塔意味著去除液體從頂部和底部的中間部位,并且工廠進一步包括:提供沸水的中等壓力氣提塔意味著在底部產(chǎn)生大量的一氧化碳和頂部產(chǎn)生氫;擁有擴充物的流線意味著從氮洗滌塔傳遞底部液體到氣提塔;擁有沸液的低壓蒸餾塔和頂部壓縮器,在底部產(chǎn)生大量的甲烷和頂部產(chǎn)生大量的一氧化碳;擁有膨脹物的流線意味著傳遞液體從氣提塔到蒸餾塔的中部位置。 12所言的工廠,含有沸液的氣提塔和蒸餾塔包含有高壓氮氣分別連接著高壓氮蒸汽。 12所言的工廠,更多的使用一氧化碳冷卻循環(huán)以便于一氧化碳的生產(chǎn)和連接循環(huán)壓縮機。 , 高壓下氫的來源,在洗滌塔里最后一個階段洗滌氮和高壓氮蒸汽;工廠需要進一步完善的地方包括:從富含一氧化碳和在殘余的組成部分中除去第一液體摩擦,包括有氮氣、氫和甲烷底部洗滌塔;并且第二液體摩擦在一個中間位置 洗滌塔的底部和頂部之間 , 該部位含有豐富的氮氣和一氧化碳;并且在氣提塔里通過中壓膜塑法,通過第一液體摩擦的一氧化碳在頂部分離出剩余的氫,第二步蒸餾,在低壓下在蒸餾塔內(nèi)分離出一氧化碳,并且在頂部產(chǎn)生有少量的氮氣,氮氣主要來源于第一步分離的氣提塔中的混合物。 發(fā)明的背景: 按慣例來說,在蒸汽重整或碳?xì)浠衔锏牟糠盅趸瘯r可以獲得一氧化碳。這些包括低溫過程,例如部分壓縮或者用甲烷洗滌;進一步需要純化的過程是吸收過程,例如 Tenneco Chemicals COSORB 過程,或者吸附過程(壓力回旋吸附或 PSA)。這樣一個用于準(zhǔn)備合成 物的傳統(tǒng)過程在表 1中闡述并且簡要描述如下: 從 3 中部分氧化的碳?xì)浠衔锖兔褐性?1 中去除掉煙灰后,并且在 2去除硫化氫,傳遞一氧化碳的第四步改變了大部分現(xiàn)有的一氧化碳,在蒸汽的作用下變成二氧化碳,這期間產(chǎn)生氫氣。 圖 1 同時顯示了合成氨的其他操作:在 7 空氣蒸餾產(chǎn)生氧氣,該氧氣用于 3中的部分氧化和 6 中的氮的洗滌, 9 的壓縮,在渦輪 10 的氣體膨脹物驅(qū)動壓縮機 9; 2 步中硫化氫的處理,在 11 中 通過 Claus 過程產(chǎn)生出硫磺,多種熱交換12到 14。 根據(jù)文獻 EPA0,092,770 一氧化碳的生產(chǎn)工藝來看,在特殊條件下利用含有大量一氧化碳?xì)埩魵怏w來生產(chǎn)一氧化碳成為可能。描述的過程之一在于現(xiàn)有的專利包括洗滌甲烷的步驟,目的是從包含有甲烷、一氧化碳和氮氣的混合物中分離出氫。第一蒸餾塔頂部主要包括一氧化碳的氣體在第二蒸餾塔中蒸餾,目的是析取剩余 的氮氣和氫氣,在這個蒸餾塔的底部得到純凈的一氧化碳。 從殘留氣體中生產(chǎn)一氧化碳的工藝能生產(chǎn)出含有大量的一氧化碳,通過氮洗滌單元產(chǎn)出的一氧化碳同樣在專利 EPA0 676 373 中有闡述。 發(fā)明的概述: 現(xiàn)有發(fā)明的主要任務(wù)是研究在低能源消耗和低成本下生產(chǎn)一氧化碳的工藝。再一個任務(wù)就是研究出一個能夠和氫氣的純化相結(jié)合用于氨合成氣生產(chǎn)的工藝。最后,現(xiàn)有的發(fā)明都和氨氣合成物和一氧化碳的聯(lián)合生產(chǎn)過程有關(guān),其中包括氨氣合成物的生產(chǎn),一方面,在洗滌塔通過洗滌氮使得氫氣在高壓下純化,另一方面,高壓下的氮氣流。 發(fā)明也和聯(lián)合生產(chǎn)氮氣合成物和一氧化碳的工廠有關(guān) ,其中之一就是分離包括氫氣和一氧化碳的混合氣體的組分 ,也包括其他含有氮氣和甲烷的組分 ,包括熱交換器 ,高壓氮氣流的來源 ,洗滌液體氮的洗滌塔 ,特點在于 :氮洗滌塔可以除去液體從塔的底部和頂部的中間位置的液體 ,再者 ,工廠含有提供沸水的中壓塑膜氣提塔 ,在底部產(chǎn)生大量的一氧化碳 ,頂部產(chǎn)生氫氣 ,提供膨脹物的 流線可以將底部的液體從氮洗滌塔傳遞到氣提塔 ,低壓蒸餾塔提供沸水和頂部的壓縮 ,同時在底部產(chǎn)生大量的甲烷和在頂部產(chǎn)生大量的一氧化碳 . 發(fā)明者已經(jīng)闡述不使用傳統(tǒng)方法中最后一步純化氫氣的殘留氣體