Fonctionnement de la boucle de synthèse

La synthèse de l'ammoniac se déroule à une pression de 150 à 300 bars, convertissant l'azote et l'hydrogène en présence d'un catalyseur. L'ammoniac produit se condense lors du refroidissement. Un séparateur haute pression sépare l'ammoniac liquide du gaz n'ayant pas réagi à la pression de synthèse. Le gaz purifié est recyclé vers le réacteur tandis que l'ammoniac liquide est acheminé vers le stockage.

Conception du séparateur

Récipient sous pression vertical avec entrée de gaz de synthèse après refroidisseur de produit, zone de collecte des condensats d'ammoniac, sortie de gaz retournant à la boucle de synthèse, sortie de liquide pour la détente et le stockage, et éléments internes de séparation liquide-vapeur. Sa construction à parois épaisses lui permet de supporter des pressions de service extrêmes.

Pression de fonctionnement

Pression de conception : 200 à 350 bar, adaptée aux conditions de la boucle de synthèse. La haute pression maintient l’ammoniac liquide à température ambiante. Matériaux et construction conformes à la norme ASME Section VIII Division 2 pour service en conditions de pression extrême.

Procédé de séparation

Le gaz de synthèse refroidi contient des gouttelettes d'ammoniac liquide. Le séparateur assure un temps de séjour permettant la séparation par gravité. L'ammoniac, plus lourd, se dépose au fond. L'hydrogène et l'azote n'ayant pas réagi sont renvoyés en tête de colonne vers le compresseur et le réacteur. Une séparation efficace maximise la récupération de l'ammoniac.

Sélection des matériaux

Acier au carbone ou alliage chrome-molybdène pour service haute pression. Des nuances d'acier appropriées préviennent la fragilisation par l'hydrogène. Procédés de soudage qualifiés pour une utilisation avec de l'ammoniac et de l'hydrogène. Conception adaptée aux cycles thermiques lors du démarrage et de l'arrêt.

Récupération d'ammoniac

L'ammoniac liquide circule par détente vers les pressions intermédiaire et de stockage. La détente en plusieurs étapes permet de récupérer le froid dû à la vaporisation instantanée. Le stockage final s'effectue généralement entre 18 et 20 bars à -33 °C ou à température ambiante.

Demandes

Usines de synthèse d'ammoniac utilisant le procédé Haber-Bosch, installations de production d'engrais et fabrication industrielle d'ammoniac. Équipements critiques dans les usines produisant de 500 à 3 000 tonnes d'ammoniac par jour.

Élimination des impuretés

Les gaz inertes comme l'argon s'accumulent dans la boucle de synthèse. Le flux de purge empêche cette accumulation. Le séparateur haute pression garantit une teneur minimale en ammoniac dans le gaz de purge, réduisant ainsi les pertes. Une séparation efficace améliore le rendement global du procédé.

Contrôle de niveau

Le transmetteur de niveau contrôle le prélèvement d'ammoniac et assure la gestion des stocks. L'interface entre l'ammoniac liquide et la phase gazeuse est gérée avec précision. Les régulateurs s'adaptent aux exigences de pression et de débit de la boucle de synthèse.

Avantages liés à la performance

La récupération efficace de l'ammoniac maximise la production. La séparation haute pression élimine le besoin de compression supplémentaire. Le recyclage du gaz propre maintient l'efficacité de la boucle de synthèse. Séparation éprouvée en conditions de haute pression exigeantes.

Normes de construction

Conception conforme à la norme ASME Section VIII Division 2 pour une pression supérieure à 200 bar. Matériaux conformes aux exigences de service en présence d'hydrogène selon la norme API 941. Systèmes de décharge dimensionnés pour les scénarios les plus défavorables. Documentation complète incluant l'analyse des contraintes et les certifications des matériaux.

Les séparateurs d'ammoniac ERGIL HP assurent une séparation haute pression fiable lors de la synthèse de l'ammoniac, permettant une récupération efficace du produit dans la production d'engrais.