CN103449367B - 一种合成氨/甲醇装置的放空尾气处理系统及处理方法 - Google Patents

一种合成氨/甲醇装置的放空尾气处理系统及处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103449367B
CN103449367B CN201210171426.4A CN201210171426A CN103449367B CN 103449367 B CN103449367 B CN 103449367B CN 201210171426 A CN201210171426 A CN 201210171426A CN 103449367 B CN103449367 B CN 103449367B
Authority
CN
China
Prior art keywords
end gas
emptying end
heat exchanger
pipeline
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201210171426.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103449367A (zh
Inventor
余亿尧
孙永亮
向新红
石岩峻
王戊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Zhonghuan Engineering & Project Management Co Ltd
Original Assignee
Beijing Zhonghuan Engineering & Project Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Zhonghuan Engineering & Project Management Co Ltd filed Critical Beijing Zhonghuan Engineering & Project Management Co Ltd
Priority to CN201210171426.4A priority Critical patent/CN103449367B/zh
Publication of CN103449367A publication Critical patent/CN103449367A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103449367B publication Critical patent/CN103449367B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Landscapes

  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

本发明公开了一种合成氨/甲醇装置的放空尾气处理系统及处理方法。所述系统包括：换热器、加热器和转换炉；换热器和加热器的出口分别连接转换炉顶部，转换炉底部连接换热器；换热器进口连接放空尾气管线；所述加热器进口连接氧气管线；过热蒸汽管线分成两支，分别连接放空尾气管线和氧气管线。所述方法包括：放空尾气和氧气分别先与过热蒸汽混合、经加热后进入转换炉发生反应，转化炉底部得到转化气经换热器后，送入氨或甲醇合成系统。本发明为合成氨(甲醇)生产放空气放空尾气综合利用的重大革新，既能不影响生产，又实现节能减排，还能带来经济效益。

Description

一种合成氨/甲醇装置的放空尾气处理系统及处理方法
技术领域
本发明涉及合成氨/甲醇生产领域，更进一步说，涉及一种合成氨/甲醇装置的放空尾气处理系统及处理方法。
背景技术
根据国家对煤化工的改革，越发重视节能降耗、资源再利用的循环经济模式，节能降耗，简言之就是节约能源消费、降低消耗。从经济的角度讲，节能降耗就是要通过优化结构、科学管理、技术创新和合理有效利用资源等途径，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，以减少能源消耗获得最大的经济效益。
技术进步是化工企业节能降耗的关键，对化工厂内的每一个装置进行深入的分析，使得其装置利用最大化、原料利用合理化。在合成氨或甲醇合成工艺中，由于不同的煤种、不同的气化工艺生产出来的煤气成分各不相同，对挥发分高的煤种在气化产生的煤气中甲烷含量不尽相同，而后续的气体净化工艺由于考虑到投资成本、运行稳定性、经济合理性等诸多方面因素而未能将气体中的甲烷成分脱除，使氨、甲醇合成系统中的氨醇净值降低、系统放空量增大、有效气体损失增大。常规的放空气回收工艺只是将部分氢回收后，尾气作为燃料使用，造成含有大量甲烷组分的洁净尾气浪费，吨氨(甲醇)生产原料煤消耗增高，生产成本增大。
发明内容
为解决现有技术中尾气利用不合理的问题，本发明提供了一种合成氨/甲醇装置的放空尾气处理系统及处理方法。主要是将氨合成或甲醇系统的放空气提氢后的尾气通过转化装置，使其进入氨醇合成系统主流程，最终成为原料气。此方法为合成氨(甲醇)生产放空气放空尾气综合利用的重大革新，既能不影响生产，又实现节能减排，还能带来经济效益。
本发明中所述的放空尾气是指氨合成/甲醇合成装置的放空气经过氨氢回收后的尾气。
本发明的目的之一是提供一种合成氨/甲醇装置的放空尾气处理系统。
包括：换热器、加热器和转换炉；
所述换热器和加热器的出口分别连接转换炉顶部，转换炉底部连接换热器；
所述换热器进口连接放空尾气管线；所述加热器进口连接氧气管线；
过热蒸汽管线分成两支，分别连接放空尾气管线和氧气管线。
本发明的目的之二是提供一种合成氨/甲醇装置的放空尾气处理方法。
包括：
放空尾气和氧气分别先与过热蒸汽混合、经加热后进入转换炉发生反应，转化炉底部得到转化气经换热器后，送入氨或甲醇合成系统。
放空尾气和过热蒸汽预热至500～700℃，进入转化炉；
氧气和过热蒸汽经预热至200～400℃，进入转化炉。
放空尾气的压力根据合成氨主流程中的变换系统压力调节，与变换工序相匹配。对于目前常采用的变换压力1.8MPa～4.0MPa，即：放空尾气减压至1.8MPa～4.0MPa后，进入转化工序与过热蒸汽混合。转化工艺的操作压力可根据变化工序的操作压力并考虑一定的系统阻力来确定。
氧气的用量根据放空尾气中甲烷的含量确定，一般情况下氧气与放空尾气流量比为0.2～0.4。
过热蒸汽与放空尾气混合比例一般为0.5～1.0。
具体可采用以下技术方案：
氨合成系统的放空气经过洗氨、氢回收后的尾气，控制一定的压力，混入适量蒸汽后进入换热器与转化炉出口气体换热，将尾气和部分蒸汽预热至500～700℃，然后进入转化炉；氧气经预热至200～400℃后也进入转化炉，氧气流量根据转化炉出口温度和混合气流量来调节，在此反应器中尾气、水蒸汽和氧气发生一系列反应，主要为甲烷与氧气反应生成氢气和一氧化碳。转化气由转化炉底部引出，温度800～1000℃，在预热进炉尾气回收部分热量后，将其引入变换工序入口管道，进入氨合成系统主流程。
在氨合成或甲醇合成系统的氨、氢回收后增设两台换热器，主要目的是为了将尾气和氧气提升至适当的温度。尾气、水蒸汽与氧气在转化炉中进行部分催化氧化反应，最终将尾气中的甲烷转化成为氢气、一氧化碳、二氧化碳等气体，转化气返回到系统中作为氨或醇合成气的补充气。
按照日产1000吨合成氨规模，转化工艺投资及运行消耗估算如下：
尾气气量：2500Nm3/h
尾气温度：40℃
尾气压力：4.0MPa
尾气组成：H2～17％，N2～18％，AR～17％，CH4～48％
根据上表，日产1000吨合成氨规模，增设转化工序所产生的经济效益一年即可将转化工序增加的投资及操作成本收回。
合成系统的放空气经过氨、氢回收后，尾气经过换热器预热、转化炉部分催化氧化反应后，尾气中的甲烷气体转化成为氢气、一氧化碳、二氧化碳等，转化反应后气体经余热回收后进入变换装置，既将尾气转化为有效气得以回收利用，又使得变换装置单位产品的蒸汽消耗降低。由于尾气不含硫等有害组成，又有一定的压力，使得该工艺简单，设备要求少；与主流程结合便捷，也可不影响主工艺流程生产。转化工艺所需的氧气消耗少，可以利用工厂已有空分装置的富余能力，避免改造投资的增加。本发明既能不影响现有装置的生产，又实现节能减排，还能带来经济效益。
附图说明
图1本发明所述的合成氨/甲醇装置的放空尾气处理系统示意图
附图标记说明：
1-换热器；2-转化炉；3-加热器；4-过热蒸汽；5-氧气
6-转化气；7-放空尾气
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
实施例：
如图1所示，一种合成氨/甲醇装置的放空尾气处理系统。
包括：换热器1、加热器3和转换炉2；
所述换热器1和加热器3的出口分别连接转换炉2顶部，转换炉2底部连接换热器1；
所述换热器1进口连接放空尾气管线；所述加热器3进口连接氧气管线；
过热蒸汽管线分成两支，分别连接放空尾气管线和氧气管线。
在合成氨或甲醇合成装置中，通过控制放空气量来调整整个合成系统的氨、醇净值，这部分放空气通过氨回收、氢回收后的尾气是主要气体来源。该部分气体压力可根据系统要求进行调节(转化后的气体压力略高于进一氧化碳变化装置的煤气压力)。
放空尾气气经过氨氢回收后2500Nm3/h减压至3.8MPa后与过热蒸汽混合(混合比例为1000Nm3放空尾气需要500kg420℃、3.82MPa蒸汽)，在进入转化炉前需要对放空尾气进行预热，热源为转化炉出口气体，将放空尾气及过热蒸汽混合气温度提升到600℃；以氧气作为氧化剂，在进入转化炉之前与少量蒸汽混合，并经氧气预热器提温至350℃后进入转化炉上部，氧气流量根据转化炉出口温度和混合气流量来调节。在15MPa的氨合成系统中，放空气经过氨氢回收后尾气气量为2500Nm3/h(减压到与变换装置相匹配的压力)进入转化工序，补入来自空分装置纯度为99.6％的氧气850Nm3/h、来自蒸汽管网420℃(3.82MPa)的蒸汽1.75t/h，经过换热后进入转化炉。
放空尾气和氧气分别进入转化炉上部后立即混合燃烧进行氧化放热反应，并很快进入催化剂床层，将气体中的甲烷转化成为氢气、一氧化碳、二氧化碳等气体，转化气由转化炉底部引出，温度900℃，甲烷含量＜1.0％，进入尾气预热器加热入炉尾气经余热回收，调整至适宜温度，然后将转化气直接与进变换装置的煤气进行混合，这样不仅减少变化装置加热原料煤气的热量消耗，又可减少变换所添加的蒸汽量。
本方法对合成氨或甲醇合成装置的放空尾气做到了资源的最大合理利用，既适用于新设计的合成氨、甲醇厂，也可对现有的合成氨及甲醇装置进行技术改造。改造不需要停车，只需在氨或醇合成系统增加两台换热器、一台转化炉及相应管道附件即可完成整个系统的节能优化设计。

Claims (3)

1.一种采用合成氨/甲醇装置的放空尾气处理系统的处理方法，其特征在于
所述系统包括：
换热器、加热器和转化炉；
所述换热器和加热器的出口分别连接转化炉顶部，转化炉底部连接换热器；
所述换热器进口连接放空尾气管线；所述加热器进口连接氧气管线；
过热蒸汽管线分成两支，分别连接放空尾气管线和氧气管线；
所述方法包括：
放空尾气和氧气分别先与过热蒸汽混合、经加热后进入转化炉发生反应，转化炉底部得到转化气经换热器后，送入氨或甲醇合成系统；
放空尾气和过热蒸汽预热至500～700℃，进入转化炉；
氧气和过热蒸汽经预热至200～400℃，进入转化炉；
氧气与放空尾气的流量比为0.2～0.4。
2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：
所述过热蒸汽与放空尾气的混合比例为0.5～1.0。
3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于：
所述放空尾气减压至1.8MPa～4.0MPa后与过热蒸汽混合。
CN201210171426.4A 2012-05-30 2012-05-30 一种合成氨/甲醇装置的放空尾气处理系统及处理方法 Expired - Fee Related CN103449367B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210171426.4A CN103449367B (zh) 2012-05-30 2012-05-30 一种合成氨/甲醇装置的放空尾气处理系统及处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210171426.4A CN103449367B (zh) 2012-05-30 2012-05-30 一种合成氨/甲醇装置的放空尾气处理系统及处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103449367A CN103449367A (zh) 2013-12-18
CN103449367B true CN103449367B (zh) 2016-05-11

Family

ID=49732274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210171426.4A Expired - Fee Related CN103449367B (zh) 2012-05-30 2012-05-30 一种合成氨/甲醇装置的放空尾气处理系统及处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103449367B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104477909B (zh) * 2014-11-24 2016-06-01 西南化工研究设计院有限公司 一种用于甲醇脱氢合成甲酸甲酯装置脱氢尾气中一氧化碳和氢气回收的工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87106172A (zh) * 1986-09-05 1988-06-01 林德股份公司 生产氨和二氧化碳的方法
CN1202453A (zh) * 1997-06-16 1998-12-23 刘红 一种回收合成氨尾气的方法
US20040171701A1 (en) * 2001-11-02 2004-09-02 Technology Convergence Inc. Methanol production process

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87106172A (zh) * 1986-09-05 1988-06-01 林德股份公司 生产氨和二氧化碳的方法
CN1202453A (zh) * 1997-06-16 1998-12-23 刘红 一种回收合成氨尾气的方法
US20040171701A1 (en) * 2001-11-02 2004-09-02 Technology Convergence Inc. Methanol production process

Also Published As

Publication number Publication date
CN103449367A (zh) 2013-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100500550C (zh) 一种甲醇水蒸气重整制备氢气的方法
CN100526273C (zh) 以焦炉气为原料一体化生产液氨和甲醇和/或二甲醚的方法
JP2014517806A (ja) 改質段階を含み、動作条件が選択的に調整される、炭素材料からメタノール又は炭化水素を製造する方法
CN101955153B (zh) 一种高浓度co耐硫变换工艺
CN103804138B (zh) 一种焦炉煤气制甲醇工艺
CN205035336U (zh) 高浓度co部分耐硫变换工艺系统
CN105733717B (zh) 一种煤制天然气变换工艺系统
CN104710278A (zh) 制备甲醇的装置
CN101993730B (zh) 基于化石燃料化学能适度转化的多功能能源系统
CN203998946U (zh) 含二氧化碳的气体返回非催化转化炉节能增产合成气的装置
CN110918022A (zh) 一种甲胺合成中的温度调节系统
CN104830391A (zh) 一种合成高品质煤制天然气的甲烷化装置及工艺
CN204874343U (zh) 一种沼气与焦炉煤气联合生产甲醇装置
CN101704714A (zh) 甲醇合成回路弛放气经纯氧催化部分氧化后制合成气以增产甲醇的方法及装置
CN103449367B (zh) 一种合成氨/甲醇装置的放空尾气处理系统及处理方法
CN109095438B (zh) 一种生物质多级转换联合制氢装置及其工作方法
CN104058368B (zh) 一种含烃尾气转化制氢工艺及系统
CN102041120B (zh) 生产合成天然气的方法
CN103449364B (zh) 一种充分利用反应热的高浓度co耐硫变换工艺及装置
CN201485400U (zh) 甲醇合成回路弛放气经纯氧催化部分氧化后制合成气以增产甲醇的装置
CN204569775U (zh) 制备甲醇的装置
CN108408689A (zh) 一种无水制氢系统
CN211514471U (zh) 一种甲胺合成中的温度调节系统
CN202898012U (zh) 一种充分利用反应热的高浓度co的耐硫变换装置
CN101704715A (zh) 甲醇合成回路弛放气经纯氧非催化部分氧化后制合成气以增产甲醇的方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160511

Termination date: 20210530

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee