Obojętne składniki gazowe, takie jak metan i argon, należy rzeczywiście wyeliminować z układu, aby nie obniżać zbyt mocno ciśnienia parcjalnego reagentów. Z technicznego punktu widzenia zazwyczaj istnieje samodzielna instalacja do rozdzielania gazów, w której ekstrakcja argonu z gazu obiegowego odbywa się zasadniczo przy użyciu zmodyfikowanego procesu Lindego [1, s. 428–430].

Odpowiednie procesy kriogeniczne [...] są dostępne do produkcji gazów szlachetnych z gazu oczyszczającego z syntezy. Początkowo ekstensywne oddzielanie azotu, argonu i metanu odbywa się poprzez częściową kondensację. Płukany argon jest następnie odzyskiwany z kondensatu w dwuetapowym procesie kondensacji. Jeśli hel ma być odzyskany, można go zatężyć przez skroplenie wodoru w bogatej w wodór fazie gazowej, a następnie oczyszczenie. Cięższe gazy szlachetne, krypton i ksenon, przechodzą do frakcji metanu.

Gaz przedmuchowy przy ciśnieniu do $ \ pu {70 bar} $ span> jest najpierw wprowadzany do adsorbera (a), gdzie usuwane są ślady wody i amoniaku. Następnie jest przenoszony do wymienników ciepła (b1) i (b2) w celu schłodzenia. Gaz jest następnie podawany do separatorów (c1) i (c2), gdzie następuje oddzielenie skroplonego azotu, argonu i metanu od gazowego wodoru, a rozpuszczony wodór wypływa. Ciekły produkt denny jest podawany do kolumny frakcjonującej (d1), gdzie metan (na dole) jest oddzielany od frakcji azotowej (na górze).

Bezmetanowa mieszanina azotu i argonu (ciekła) jest odprowadzana z środek tej kolumny i podawany jako refluks do kolumny oczyszczającej $ \ ce {Ar} $ (d2), w której azot jest oddzielany od argonu. Produkt denny to argon o czystości produktu, który jest przenoszony do izolowanego próżniowo zbiornika magazynowego.

Obie kolumny (d1) i (d2) pracują w $ \ ce {N2} $ cykl, w którym zimno jest wytwarzane przez rozprężanie azotu o wysokim lub średnim ciśnieniu.

$ \ ce {CH4} $ dolny strumień z (d1), sprężony przez pompę cieczy (g), jest odparowywany w stosunku do gazu zasilającego i zwykle kierowany do akumulatora limity jako paliwo gazowe. W strumieniu tym zawarte są wyżej wrzące szlachetne gazy krypton i ksenon, które w zasadzie mogą być izolowane.

Odniesienie

1. Häussinger, P .; Glatthaar, R .; Rhode, W .; Kick, H .; Benkmann, C .; Weber, J .; Wunschel, H.-J .; Stenke, V .; Leicht, E .; Stenger, H. In Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Ed .: Weinheim, Niemcy, 2001 . DOI: 10.1002 / 14356007.a17_485.

Odpowiedź Andseliska skupia się na sposobie wykorzystania instalacji amoniaku do „produkcji” produktu ubocznego argonu na sprzedaż, ale nie jest to absolutnie konieczne.

Cykl reakcji amoniaku jest nieustannie oczyszczany w celu usunięcia argonu i inne niepożądane substancje. Więc co zrobimy, jeśli nie ma zainstalowanej instalacji argonu?

Wodór używany w wytwórni amoniaku jest wytwarzany w procesie reformingu parowego. Dalszy H2 powstaje w wyniku reakcji przesunięcia:

  CH4 + 2H2O --> CO + 2H2 (reforming parowy, silnie endotermiczny, około 1000C) CO + H2O --> CO2 + H2 (reakcja przesunięcia , egzotermiczna, 300-400 ° C) (CO2 usuwany w starszych instalacjach przez skrubery z etanoloaminą, aw nowszych przez absorpcję wahań ciśnienia)  

Reakcja reformingu parowego zużywa ogromną ilość ciepła, część który może być dostarczany przez spalanie powietrza procesowego w celu wytworzenia azotu:

  (powietrze) + CH4 --> CO2 + 2 H2O + śladowy argon + x N2 (około x = 8)  

Jednak nie ma wystarczającej ilości ciepła z częściowego spalania powietrza, aby wytworzyć cały wodór potrzebny do zużycia wytworzonego azotu. Dlatego instalacja musi zawierać piec opalany paliwem, wykorzystujący dodatkowe powietrze do wytwarzania większej ilości ciepła do napędzania reakcji reformingu parowego. Spaliny z tego pieca są wysyłane do atmosfery w normalny sposób.

Para czyszcząca z pętli syntezy amoniaku składa się z pewnej ilości argonu, a reszta to substancje palne lub obojętne (H2, CH4, N2). Jeśli instalacja odzysku argonu nie jest zainstalowana, gaz czyszczący jest po prostu podawany do pieca i używany jako paliwo uzupełniające. Dlatego argon jest zawracany do atmosfery przez komin.

Krótka odpowiedź jest taka, że ​​część recyrkulowanego gazu jest odprowadzana z szybkością pozwalającą utrzymać Ar poniżej około 5% (nie jestem osobą zajmującą się procesami, więc 5% jest szacunkiem).