CN101780964A

CN101780964A - 利用甲醇装置驰放气合成氨的工艺

Info

Publication number: CN101780964A
Application number: CN 201010119770
Authority: CN
Inventors: 卢健; 王雪林
Original assignee: Nanjing Jutuo Chemical Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing Jutuo Chemical Technology Co Ltd
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2010-07-21

Abstract

利用甲醇装置驰放气合成氨的工艺，属于化工技术领域，公开了一种以天然气、煤制气合成甲醇的驰放气来合成氨的工艺。本发明包括以下步骤：1、氮气制备，2、氮气精制，3、甲醇装置驰放气进行氢气提纯，4、精制过的氮气和提纯后的氢气甲烷化，5氨合成。本发明对甲醇装置驰放气的利用率达到了99％，将原本废弃甲醇驰放气回收利用，通过一系列技术组合生产出了富有高经济价值的合成氨产品，变废为宝，节约能源、保护环境。

Description

利用甲醇装置驰放气合成氨的工艺

技术领域：本发明属于化工技术领域，具体涉及一种以天然气、煤制气、焦炉气合成甲醇的驰放气来合成氨的工艺。

背景技术：目前以天然气、煤制气、焦炉气合成甲醇装置的甲醇驰放气都没有进行彻底的回收利用，大多直接燃烧，仅利用少量的热能，有的直接放空，放空气中有近50％的氢被燃烧掉，造成极大的浪费。中国专利申请号：CN200510046814.X，公开号：CN1891628，专利名称：一种驰放气中氨回收的方法，公开了一种回收氨的方法，从液氨储槽出来的驰放气首先经过换热器冷凝，冷凝后回收了部分氨，该专利对驰放气的利用很不彻底。中国专利申请号：CN200810101671.1，公开号：CN101531347，专利名称：回收合成氨驰放气中氮气和氢气的方法及装置，公开了一种回收合成氨驰放气中氮气和氢气的方法，该方法包括步骤：将从合成氨装置氨回收塔气体出口排出的合成氨驰放气引入水合反应器，与来自水合反应器顶部的水合物工作液逆流接触，使驰放气中所含的甲烷和氩气与水合物工作液中的水发生水合反应形成水合物，同时驰放气中的氮气和氢气被提浓得到提浓气体；将提浓气体返回合成氨反应单元加以利用，而将水合物引入水合物化解器化解。利用该发明的方法和装置，可以回收合成氨驰放气中约80％或更多的氢气和氮气，减轻制氢单元的负荷，提高装置的产量，降低能耗，减少驰放气的排放。但该专利仅仅将回收的氢和氮返回了制氢单元，没有进一步深利用。目前以天然气、煤制气合成甲醇装置的驰放气均没有得到合理的利用。

发明内容：本发明的目的是针对现有甲醇装置驰放气利用的不合理而提出的一种新的工艺方法，即利用甲醇驰放气生产合成氨的新工艺。

本发明的技术方案是通过技术已成熟并得到广泛成功应用的变压吸附提氢技术、空气制氮技术，氮气精制技术，甲烷化技术，氨合成技术完成甲醇驰放气制取合成氨，这些技术均为现有技术，本发明对每一技术均提出了相应的控制指标要求，以便本领域技术人员能实现本发明。本发明为上述现有技术的组合技术。

本发明的目的可以通过下列措施实现：利用甲醇装置驰放气合成氨的新工艺，包括以下步骤：1、氮气制备，2、氮气精制，3、甲醇装置驰放气进行氢气提纯，4、精制过的氮气和提纯后的氢气甲烷化，5氨合成。更进一步的，本发明通过下列措施实现：

所述的利用甲醇装置驰放气合成氨新工艺，它的氮气制备工段利用空气通过变压吸附技术产生，压力控制在0.3～5.0Mpa，制备出的氮气浓度控制在90.0～99.9％；

所述的利用甲醇装置驰放气合成氨新工艺，它的氮气制备产生的气体中含有体积百分比0.1％～10.0％的氧气，通过氮气精制使精制出口气体中的氧含量在1～1000ppm；

所述的利用甲醇装置驰放气合成氨新工艺，它的甲醇装置驰放气的氢气提纯装置利用变压吸附技术产生氢气纯度99.0％～99.9％，压力控制在3.0～12.0Mpa，CO+CO₂体积百分比控制在0.1～1％；

所述的利用甲醇装置驰放气合成氨新工艺，它的甲烷化工段压力控制在5.0～32.0Mpa，温度控制在200～400℃，甲烷化工段出口CO+CO₂≤10ppm；

所述的利用甲醇装置驰放气合成氨新工艺，它的氨合成工段压力控制在10.0～32.0Mpa，温度300～550℃。

本发明的优点

1.本发明提出的利用甲醇装置驰放气合成氨的新工艺将原本废弃甲醇驰放气回收，使得整个过程达到了最优化，并能有效地保护了环境。

2.本发明提出的利用甲醇装置驰放气合成氨的新工艺将原本废弃甲醇驰放气回收利用，通过一系列成熟技术组合创新技术，生产出了富有高经济价值的合成氨产品，变废为宝，节约能源、保护环境。

附图说明：图1是利用甲醇装置驰放气合成氨的新工艺的流程框图。

具体实施方式：下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。

实施例1：

10000Nm³/h的甲醇驰放气通入氢气提纯装置，压力为4.8Mpa，使驰放气中H₂的浓度达到99.5％，CO+CO2体积百分比控制在0.1～0.4％。

空气通过氮气制备装置，压力为3.0Mpa，出口N₂浓度为99.5％。然后将通过N₂制备装置产生的气体送入N₂精制工段，混合气中含有的体积百分比0.1％～0.3％的O₂在脱氧器中反应，使得出口气体中氧含量控制在50～200ppm。

将经过氢气提纯装置后的H₂和氮气精制装置后的N₂混合后送入甲烷化炉反应，压力为15.0Mpa，温度控制在200～300℃，使出口CO+CO₂≤10ppm。合成气进入氨合成，压力为10.0～20.0Mpa，温度控制在300～500℃，该系统中甲醇驰放气的利用率为99.0％～99.5％。

实施例2：

12000Nm³/h的甲醇驰放气通入氢气提纯装置，压力为7.2Mpa，使驰放气中H₂的浓度达到99.3％，CO+CO₂体积百分比控制在0.1～0.4％。

空气通过氮气制备装置，压力为4.8Mpa，出口N₂浓度为99.7％。然后将通过N₂制备装置产生的气体送入N₂精制工段，混合气中含有的体积百分比0.3～0.5％的O₂在脱氧器中反应，使得出口气体中氧含量控制在300～550ppm。

将经过氢气提纯装置后的H₂和氮气精制装置后的N₂混合后送入甲烷化炉反应，压力为21.0Mpa，温度控制在250～350℃，使出口CO+CO₂≤10ppm。合成气进入氨合成，压力为15.0～25.0Mpa，温度控制在300～400℃，该系统中甲醇驰放气的利用率为99.0％～99.3％。

实施例3：

9500Nm3/h的甲醇驰放气通入氢气提纯装置，压力为3.6Mpa，使驰放气中H₂的浓度达到99.7％，CO+CO₂体积百分比控制在0.5～0.8％。

空气通过氮气制备装置，压力为4.5Mpa，出口N₂浓度为99.9％，氧含量控制在50～100ppm。

将经过氢气提纯装置后的H₂和氮气制备装置后的N₂混合后送入甲烷化炉反应，压力为20.0Mpa，温度控制在150～300℃，使出口CO+CO2≤10ppm。合成气进入氨合成，压力为20.0～30.0Mpa，温度控制在400～500℃，该系统中甲醇驰放气的利用率为99.0～99.7％。

Claims

1.利用甲醇装置驰放气合成氨的工艺，其特征在于包括下列步骤：

a、氮气制备，利用空气通过变压吸附技术产生，压力控制在0.3～5Mpa，制备出的氮气浓度控制在90.0～99.9％；

b、氮气精制，使精制出口气体中的氧含量在1～1000ppm；

c、甲醇装置驰放气进行氢气提纯，利用变压吸附技术产生氢气纯度99.0％～99.9％，压力控制在3.0～12.0Mpa，CO+CO₂体积百分比控制在0.1～1％；

d、精制过的氮气和提纯后的氢气甲烷化，甲烷化工段压力控制在5.0～32.0Mpa，温度控制在200～400℃，甲烷化工段出口CO+CO₂≤10ppm；

e、氨合成，氨合成工段压力控制在10.0～32.0Mpa，温度控制在300～550℃。