B. AMMONIA PROCESS A typical modern

B. AMMONIA PROCESS

A typical modern ammonia-producing plant first converts natural gas

(i.e., methane) or LPG (liquefied petroleum gases such as propane and

butane) or petroleum naphtha into gaseous hydrogen. The method for

producing hydrogen from hydrocarbons is referred to as "Steam

Reforming". The hydrogen is then combined with nitrogen to produce

ammonia via the Haber-Bosch process.

Starting with a natural gas feedstock, the processes used in producing

the hydrogen are:

The first step in the process is to remove sulfur compounds from the

feedstock because sulfur deactivates the catalysts used in subsequent

steps. Sulfur removal requires catalytic hydrogenation to convert sulfur

compounds in the feedstocks to gaseous hydrogen sulfide:

H2 + RSH → RH + H2S (gas)

The gaseous hydrogen sulfide is then adsorbed and removed by passing

it through beds of zinc oxide where it is converted to solid zinc sulfide:


H2S + ZnO → ZnS + H2O

Catalytic steam reforming of the sulfur-free feedstock is then used to

form hydrogen plus carbon monoxide:

CH4 + H2O → CO + 3H2

The next step then uses catalytic shift conversion to convert the carbon

monoxide to carbon dioxide and more hydrogen:

CO + H2O → CO2 + H2

The carbon dioxide is then removed either by absorption in aqueous

ethanolamine solutions or by adsorption in pressure swing adsorbers

(PSA) using proprietary solid adsorption media.

The final step in producing the hydrogen is to use catalytic methanation

to remove any small residual amounts of carbon monoxide or carbon

dioxide from the hydrogen:

CO + 3H2 → CH4 + H2O

CO2 + 4H2 → CH4 +2H2O

To produce the desired end-product ammonia, the hydrogen is then


catalytically reacted with nitrogen (derived from process air) to form

anhydrous liquid ammonia. This step is known as the ammonia

synthesis loop (also referred to as the Haber-Bosch process):

3H2 + N2 → 2NH3

Due to the nature of the (typically multi-promoted magnetite) catalyst

used in the ammonia synthesis reaction, only very low levels of oxygen-

containing (especially CO, CO2 and H2O) compounds can be tolerated

in the synthesis (hydrogen and nitrogen mixture) gas. Relatively pure

nitrogen can be obtained by Air separation, but additional oxygen

removal may be required.

Because of relatively low single pass conversion rates (typically less

than 20%), a large recycle stream is required. This can lead to the

accumulation of inerts in the loop gas.

The steam reforming, shift conversion, carbon dioxide removal and

methanation steps each operate at absolute pressures of about 25 to 35 bar, and the ammonia synthesis loop operates at absolute pressures ranging from 60 to 180 bar depending upon which 3

proprietary design is used. There are many engineering and construction companies that offer proprietary designs for ammonia synthesis plants. Haldor Topsoe of Denmark, Thyssenkrupp Industrial Solutions GmbH of Germany, Ammonia Casale of Switzerland and Kellogg Brown & Root of the United States are among the most experienced companies in that field.

Kết quả (Việt) 1:

SINH QUÁ TRÌNH AMONIAC Một điển hình hiện đại amoniac sản xuất nhà máy đầu tiên chuyển đổi khí tự nhiên (tức là, mêtan) hoặc LPG (khí hoá lỏng dầu khí như propane và butan) hoặc dầu khí naphtha vào khí hydro. Phương pháp sản xuất hydro từ hydrocarbon được gọi là "hơi Cải cách". Hydro sau đó kết hợp với nitơ để sản xuất amoniac thông qua quá trình Haber - Bosch. Bắt đầu với một nguyên liệu khí tự nhiên, các quy trình được sử dụng trong sản xuất hydro là: Bước đầu tiên trong quá trình này là để loại bỏ các hợp chất lưu huỳnh từ các nguyên liệu vì lưu huỳnh deactivates chất xúc tác được sử dụng trong tiếp theo bước. Lưu huỳnh loại bỏ yêu cầu các hydro hóa chất xúc tác để chuyển đổi lưu huỳnh Các hợp chất trong feedstocks để khí sulfua hiđrô: H2 RSH → RH + H2S (khí) Sulfua hiđrô khí sau đó adsorbed và loại bỏ bằng cách gởi nó thông qua giường nơi nó được chuyển đổi sang rắn kẽm sulfua kẽm ôxít: H2S ZnO → ZnS + H2O Chất xúc tác hơi kiểu cải cách của nguyên liệu miễn phí lưu huỳnh sau đó được sử dụng để hình thức hydrogen cộng với carbon monoxide: CH4 + H2O → CO + 3H 2 Bước tiếp theo sau đó sử dụng chuyển đổi xúc tác chuyển đổi để chuyển đổi các-bon mônôxít thành điôxít cacbon và thêm hiđrô: CO + H2O → CO2 + H2 Carbon dioxide là sau đó gỡ bỏ hoặc bởi sự hấp thụ trong dung dịch nước ethanolamine giải pháp hoặc bởi hấp phụ áp lực swing adsorbers (PSA) bằng cách sử dụng phương tiện truyền thông độc quyền hấp phụ rắn. Bước cuối cùng trong sản xuất hydro là sử dụng chất xúc tác methanation để loại bỏ bất kỳ dư lượng nhỏ của khí carbon monoxide hoặc cacbon điôxít từ hydro: CO + 3H 2 → CH4 + H2O CO2 + 4H 2 → CH4 + 2H2O Để sản xuất sản phẩm cuối cùng mong muốn amoniac, hydro là sau đó catalytically đã phản ứng với nitơ (có nguồn gốc từ quá trình máy) để hình thành Amoniac lỏng Khan. Bước này được gọi là amoniac Tổng hợp vòng lặp (còn được gọi là quá trình Haber - Bosch): 3H 2 + N2 → 2NH3 Do tính chất của chất xúc tác (thường đa khuyến khích đầu tư magnetit) được sử dụng trong phản ứng tổng hợp amoniac, chỉ rất thấp mức độ oxy -có (đặc biệt là CO, CO2 và H2O) hợp chất có thể được dung thứ trong khí tổng hợp (hydrogen và nitrogen hỗn hợp). Tương đối tinh khiết nitơ có thể được thu được bằng máy tách, nhưng bổ sung oxy loại bỏ có thể được yêu cầu. Vì tương đối thấp duy nhất vượt qua tỷ lệ chuyển đổi (thường ít hơn hơn 20%), một dòng thùng lớn được yêu cầu. Điều này có thể dẫn đến các tích lũy của inerts trong khí vòng lặp. Hơi nước cải cách, chuyển đổi thay đổi, loại bỏ carbon dioxide và methanation bước mỗi hoạt động ở áp suất tuyệt đối của khoảng 25-35 thanh, và vòng lặp tổng hợp amoniac hoạt động ở áp suất tuyệt đối từ 60 tới 180 bar tùy thuộc vào đó 3 proprietary design is used. There are many engineering and construction companies that offer proprietary designs for ammonia synthesis plants. Haldor Topsoe of Denmark, Thyssenkrupp Industrial Solutions GmbH of Germany, Ammonia Casale of Switzerland and Kellogg Brown & Root of the United States are among the most experienced companies in that field.