CN201056492Y - 天然气部分氧化串联换热式液氮洗合成氨设备 - Google Patents
天然气部分氧化串联换热式液氮洗合成氨设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201056492Y CN201056492Y CNU2007201497337U CN200720149733U CN201056492Y CN 201056492 Y CN201056492 Y CN 201056492Y CN U2007201497337 U CNU2007201497337 U CN U2007201497337U CN 200720149733 U CN200720149733 U CN 200720149733U CN 201056492 Y CN201056492 Y CN 201056492Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipeline
- outlet
- gas
- inlet
- connect
- 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 - Lifetime
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 122
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 122
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 91
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 60
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 46
- 238000005406 washing Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 85
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 14
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 25
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 claims description 25
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 24
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 claims description 23
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 15
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 15
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 15
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 12
- WHDPTDWLEKQKKX-UHFFFAOYSA-N cobalt molybdenum Chemical compound [Co].[Co].[Mo] WHDPTDWLEKQKKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 10
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 9
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 6
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 3
- 238000002309 gasification Methods 0.000 abstract description 3
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 abstract 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 21
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 21
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 15
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 13
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 10
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 7
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 3
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 2
- PVXVWWANJIWJOO-UHFFFAOYSA-N 1-(1,3-benzodioxol-5-yl)-N-ethylpropan-2-amine Chemical compound CCNC(C)CC1=CC=C2OCOC2=C1 PVXVWWANJIWJOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QMMZSJPSPRTHGB-UHFFFAOYSA-N MDEA Natural products CC(C)CCCCC=CCC=CC(O)=O QMMZSJPSPRTHGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 235000019628 coolness Nutrition 0.000 description 1
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000009183 running Effects 0.000 description 1
- 230000026676 system process Effects 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Industrial Gases (AREA)
Abstract
天然气部分氧化串联换热式液氮洗合成氨设备，用于石油化工合成氨。特征：部分原料天然气与空分来纯氧入气化炉发生部分氧化反应，得到粗合成气。剩余原料气脱硫后与蒸汽混合，送入换热式转化炉管程，在催化剂作用下得到粗合成气。两股粗合成气混合进入换热式转化炉壳程作为加热介质。粗合成气入热水塔用蒸汽冷凝液饱和，调整水汽比后入变换体系。变换气脱碳、净化，未反应甲烷返回原料气循环使用。液氮洗中配入空分来的纯氮。净化气送入氨合成工序反应合成氨。脱碳过程副产的CO2与生成的NH3作为生产尿素原料。效果：把部分氧化和蒸汽转化工艺优点结合，实现低原料、低燃耗，工艺过程无烟气排放，合成回路无弛放气排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油化工合成氨技术领域，是一种利用天然气为原料生产合成氨的工艺设备组合。
背景技术
目前，以天然气为原料的合成氨工艺中，在造气工序环节是采用单一部分氧化工艺或者蒸汽转化工艺。
部分氧化工艺中气化炉出口的高温工艺干气，通常都是采用激冷水降温同时饱和变换所需的水蒸气，导致了高温位的热量直接被冷却水带走，造成较高的能耗；而蒸汽转化工艺中一段炉内的烟气排放会造成环境污染和热量损失，常规的蒸汽转化工艺通常都是配置甲烷化、深冷净化工艺，但是这种工艺组合中由于对气体的净化度有限，合成回路中有弛放气产生，造成了氢的损失，这就意味着原料天然气消耗的增加。
常规的天然气为原料合成氨工艺中，设备系统通常有以下几种连接方式：
1.天然气经天然气压缩机压缩，与空分来氧气进入气化炉，经过水激冷降温或废热锅炉回收热量，进入炭黑洗涤装置后送入变换系统，然后经CO2脱除装置，液氮洗涤系统脱除其中的甲烷、Ar等惰性气体，并配入空分来的氮气调节氢氮比，然后送入合成气压缩机压缩后送入氨合成塔，反应后的气体经过冷冻分离后得到产品氨；
2.天然气经压缩后，送入脱硫装置，然后进入外部加热式一段蒸汽转化炉，转化气和空气(或富氧空气)一起进入二段转化炉，转化气经过废热锅炉和换热器后进入变换系统，然后送入二氧化碳脱除装置脱除二氧化碳，脱碳后工艺气进入甲烷化炉，然后经换热器降温后送入深冷净化装置精制，精制后新鲜合成气经压缩送入氨成塔进行氨合成反应，然后经冷冻、分离工序得到产品氨，合成回路中设置驰放气回收装置。部分工艺甲烷化后直接进入压缩和氨合成工序，在这种工艺中氨合成回路中通常还设置氢回收工序。
3.蒸汽转化炉配置工艺中，也有使用换热式转化炉工艺，但都是采用二段转化炉出口的高温气体作为加热源。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种天然气部分氧化串联换热式液氮洗合成氨设备，通过对部分单元工艺技术进行创新设计和创造性地对单元技术组合，开发一种新的合成氨工艺，有效地把部分氧化工艺和蒸汽转化的工艺优点结合在一起，实现低燃料耗，减少原料用量，同时实现整个工艺过程没有烟气排放，减少环境污染，在气体净化工艺选用高净化度工艺，保证合成回路中没有弛放气的排放。该工艺既要实现国际先进水平的低能耗要求，又要实现工艺设备的制造成本低，设备制造难度小的目的。
本实用新型采用的设备系统结构技术方案是：
天然气压缩机出口接有两路管线，一路管线连接气化炉，另一路管线连接换热器，并经过换热器连接钴钼加氢脱硫装置入口，钴钼加氢脱硫装置出口连接换热器，并经过换热器连接换热式转化炉。气化炉出口和换热式转化炉出口管线连接。气化炉出口和换热式转化炉出口管线上有管线连接到换热式转化炉的壳程入口。换热式转化炉的壳程出口有管线连接换热器壳程入口。换热器壳程出口连接换热器的壳程入口。换热器的壳程出口有管线连接饱和热水塔的底部气相入口。工艺冷凝液管线连接饱和热水塔的顶部液相入口。饱和热水塔的顶部气相出口有蒸汽管线连接中低温变换系统入口。中低温变换系统出口有管线连接换热器入口。换热冷器出口有管线连接CO2洗涤吸收装置的气相入口。CO2洗涤吸收装置的液相出口有管线连接溶液再生系统的入口。溶液再生系统有两个出口，溶液再生系统液相出口有管线连接CO2洗涤吸收装置的液相入口。CO2洗涤吸收装置的气相出口有管线连接分子筛吸附器入口。分子筛吸附器出口有管线连接液氮洗涤净化装置的气体入口。液氮洗涤净化装置的中间液相出口有管线连接气液分离器入口，气液分离器出口有管线连接天然气压缩机入口管线。液氮洗涤净化装置的净化气出口有管线连接压缩机的吸入口。压缩机的出口有管线连接合成塔I的入口，合成塔I的出口有管线连接废热锅炉的管程入口，废热锅炉的管程出口有管线连接合成塔II的入口，合成塔II的出口有管线连接合成塔III入口，合成塔III的出口连接有管线连接多级冷却系统入口。多级冷却系统出口连接有管线连接气液分离器的入口。气液分离器有两个出口。气液分离器气相出口有管线连接压缩机的入口。气液分离器液相出口有管线连接闪蒸系统的入口。闪蒸系统的气相出口管线连接氨回收系统的入口，氨回收系统的气相出口有管线连接天然气压缩机入口管线。闪蒸系统的液相出口管线连接氨收集槽的入口，氨收集槽的出口有管线连接尿素装置入口。溶液再生系统的气相出口有管线连接尿素装置入口。液氮洗涤净化装置的中间馏分的液相出口有管线连接分离罐，分离罐的气相出口有管线连接天然气压缩机入口管线。空分装置的一个出口通过管线连接液氮洗涤净化装置与压缩机之间的管线。空分装置的另一个出口通过管线连接气化炉。
简述合成氨工艺过程有助于理解本实用新型。参阅附图。
天然气压缩机1出口的天然气分成两路，一路送入气化炉3另外一路经过钴钼加氢脱硫装置8后进入换热式转化炉12管程，两股粗合成气在换热式蒸汽转化炉12入口混合进入壳侧作为热源向管内的催化蒸汽转化反应提供反应热。同一工艺中同时使用了部分氧化炉和换热式转化炉两种设备。混合气温度降低后经过饱和热水塔17调整水汽比去变换系统21进行变换反应，然后送入CO2洗涤吸收装置25脱除其中的CO2，洗涤液送入到溶液再生系统27分离CO2，再生后的洗涤液CO2洗涤吸收装置25；CO2送入到尿素生产装置30中作为原料。
CO2洗涤吸收装置25出口工艺气经分子筛吸附器32脱除水和二氧化碳，然后送入液氮洗涤净化装置34，甲烷通过气液分离器36分离，液态甲烷减压后送回天然气压缩机2入口。空分装置4来的高压氮气配入到液氮洗涤净化装置34调节合成气中的氢氮比为3∶1。液氮洗涤装置中增加甲烷的气液分离器，甲烷回收送到天然气压缩机入口，使得气化炉和换热式蒸汽转化炉的反应温度降低，原料天然气消耗明显下降。
新鲜合成气，进入压缩机42压缩，加热后进入合成塔44反应，出口气经费热锅炉46降温并过热高压蒸汽后经进入合成塔47，出口气副产高压蒸汽后进入合成塔49。合成塔49出口气体混合物送入多级冷却系统51，然后送入到气液分离器52中，液氨被分离出来去闪蒸系统54，气液分离器52中的气相循环回压缩机42。由于配置了高净化度的液氮洗涤装置34，合成回路中没有惰性气体的累积，相对于常规的天然气蒸汽转化法，合成回路中没有驰放气回收或氢回收设施。液氨在闪蒸系统54中精制后送往氨收集槽55，气体经氨回收系统回收氨。洗涤过的尾气送到天然气压缩机2入口回收。液氨产品从氨收集槽55抽出，送往尿素装置30作为原料。
本实用新型的有益效果是：该设备的组合中关键点是通过换热式转化炉把纯氧部分氧化反应和蒸汽转化反应有机的结合在一起，反应压力选择为4.5-7.0MPa，高于常规的蒸汽转化反应，降低了后续设备的气相负荷和合成的压缩功耗，有效地降低了装置的能耗和成本。另外就是通过在液氮洗工序增设甲烷分离设施，这样可以有效地降低部分氧化炉的反应温度，降低甲烷的单程转化率，在液氮洗工序回收未反应甲烷返回原料系统循环使用，减少了反应过程有效气的消耗，降低了天然气消耗。
优选液氮洗的气体净化方法，得到高净化度的新鲜合成气，使得合成系统中没有弛放气的产生，有效地降低了压缩的功耗和原料消耗；
1、利用部分氧化炉出口的高温气体作为天然气蒸汽转化的热源，实现部分氧化炉出口高温位热量的有效利用；由于天然气蒸汽转化可以从水中获取氢，这样有效提高了单元原料天然气制取的氢量；换热式转化使得蒸汽转化工序没有常规烟气排放造成的环境污染和热量损失；这样造气工艺有较高的原料转化率和热量利用率。气化炉出口部分氧化的工艺气与蒸汽转化出口的转化气在换热式蒸汽转化炉前混合，使转化管外的加热气体的温度在950℃左右，降低了对换热式转化炉设备材质及机械强度的苛刻要求。这种流程配置巧妙、合理，给设备的设计和制造提供了有利的空间；
2、在天然气部分氧化工艺中，通过对部分氧化反应机理的研究，通过降低甲烷的单程转化率的手段，减少气化炉中燃烧消耗的氢气和气化炉的耗氧量，从而实现原料消耗的下降和装置综合能耗降低的理念；该工艺中未转化的甲烷通过后续配置的液氮洗流程完全回收，返回到天然气压缩机入口回用。气化炉中没有反应的甲烷的循环回收，只是增加了天然气压缩机的动力能耗，但与减少气化炉燃烧的氢气量和减少的耗氧量相比，能量是节约的。
3、改变了目前大型合成氨装置造气工艺单一选择蒸汽转化法或部分氧化法的理念，创造性的充分利用两种工艺的优点，将它们合理的组合在一起，实现能量的合理利用和装置能耗的降低。由于造气过程中降低了部分氧化的温度，而且通过蒸汽转化从水中获得了一部分氢，所以在同样天然气耗量的情况下，产生的有效气体要比蒸汽转化法多2.5％；同时由于后续气体净化工艺的合理配置，系统中没有弛放气造成的氢损失，使得天然气耗量也大幅下降，吨合成氨消耗天然气695 Nm3，吨合成氨综合能耗为30.14GJ。
本实用新型的研究成果可以对国内建设大型合成氨装置提供工艺设计的技术支持。也可以为正在运行的天然气部分氧化制合成氨装置的改造及布朗蒸气转化工艺的装置的扩能改造提出合理的降低消耗思路。打破了传统的天然气合成氨工艺，开创了一种新的工艺路线。
附图说明
图1是本实用新型天然气部分氧化串联换热式液氮洗合成氨设备系统结构示意图。
图中，2.天然气压缩机；3.气化炉；4.空分装置；7a.换热器；7b.换热器；8.钴钼加氢脱硫装置；12.换热式转化炉；17.饱和水洗塔；18.CO2脱碳系统；21.中低温变换系统；23.换热冷却器；25.CO2洗涤吸收装置；27.溶液再生系统；30.尿素生产装置；32.分子筛吸附器；34.液氮洗涤净化装置；36.气液分离器；39.分离罐；42.压缩机；44.合成塔I；46.废热锅炉；47.合成塔II；49.合成塔III；51.多级冷却系统；52.气液分离器；54.闪蒸系统；55.氨收集槽；56.氨回收系统。其余未列出名称的序号代表管线。
具体实施方式
实施例：参阅附图。
天然气压缩机2出口接有两路管线，一路管线连接气化炉3，另一路管线连接换热器7a，并经过换热器7a连接钴钼加氢脱硫装置8入口，钴钼加氢脱硫装置8出口连接换热器7b，并经过换热器7b连接换热式转化炉12，气化炉3出口和换热式转化炉12出口管线6、13连接，气化炉3出口和换热式转化炉12出口管线6、13上有管线14连接到换热式转化炉12的壳程入口，换热式转化炉12的壳程出口有管线15连接换热器7a壳程入口，换热器7a壳程出口连接换热器7b的壳程入口，换热器7b的壳程出口有管线16连接饱和热水塔17的底部气相入口，工艺冷凝液管线18连接饱和热水塔17的顶部液相入口，饱和热水塔17的顶部气相出口有蒸汽管线19连接中低温变换系统21入口，中低温变换系统21出口有管线22连接换热器23入口，换热器23出口有管线24连接CO2洗涤吸收装置25的气相入口，CO2洗涤吸收装置25的液相出口有管线26连接溶液再生系统27的入口，溶液再生系统27有两个出口，溶液再生系统27液相出口有管线28连接CO2洗涤吸收装置25的液相入口，CO2洗涤吸收装置25的气相出口有管线31连接分子筛吸附器32入口，分子筛吸附器32出口有管线33连接液氮洗涤净化装置34的气体入口，液氮洗涤净化装置34的中间液相出口有管线35连接气液分离器36入口，气液分离器36气相出口有管线36a连接天然气压缩机2入口管线1，液氮洗涤净化装置34的净化气出口有管线38连接压缩机42的吸入口，压缩机42的出口有管线43连接合成塔I44的入口，合成塔I44的出口有管线45连接废热锅炉46的管程入口，废热锅炉46的管程出口有管线连接合成塔II47的入口，合成塔II47的出口有管线48连接合成塔III49入口，合成塔III49的出口连接有管线50连接多级冷却系统51入口，多级冷却系统51出口连接有管线连接气液分离器52的入口，气液分离器52有两个出口，气液分离器52气相出口有管线41连接压缩机42的入口，气液分离器52液相出口有管线53连接闪蒸系统54的入口，闪蒸系统54的气相出口管线连接氨回收系统56的入口，氨回收系统56的气相出口有管线57连接天然气压缩机2入口管线1，闪蒸系统54的液相出口管线连接氨收集槽55的入口，氨收集槽55的出口有管线连接尿素装置30入口，溶液再生系统27的气相出口有管线29连接尿素装置30入口，液氮洗涤净化装置34的中间液相出口有管线连接分离罐39，分离罐39的气相出口有管线41连接天然气压缩机2入口管线1，空分装置4的一个出口通过管线37连接液氮洗涤净化装置34与压缩机42之间的管线38，空分装置4的另一个出口通过管线5连接气化炉3。
使用本天然气部分氧化串联换热式液氮洗合成氨设备完成合成氨过程的实施例如下：
天然气经管线1送入天然气压缩机2压缩后，一部分天然气经管线送往汽化炉3烧嘴，同时来自空分装置4的纯氧经管线5也送入气化炉3烧嘴，两种原料在气化炉3的燃烧室中发生部分氧化反应，气化炉的反应压力为5MPa，温度为1150℃。管线6中的粗合成气中含有体积比为61％的H2，体积比为36％的CO和3％的CO2。另一部分原料天然气经管线送入换热器7a加热后送入钴钼加氢脱硫装置8经钴钼加氢和氧化锌脱硫。蒸汽经管线9加入脱硫系统出口管线10送入换热器7b加热，然后经管线11送入换热式转化炉12管程在低水碳比催化剂作用下，发生蒸汽转化反应。转化气经管线13和气化炉出口气混合后经管线14送往换热式转化炉壳程为蒸汽转化反应提供所需热量后，经管线15送往换热器7a、7b冷却。
粗合成气经管线16送入饱和水洗塔17用来自管线18的二氧化碳洗涤系统工艺冷凝液洗涤，蒸汽通过管线19加入到水洗塔出口气体管线20上，调整粗合成气中H2O/干气的体积比为0.8～1.0。送入由几个反应器和换热器组成的中、低温变换系统21，反应温度为350℃，把CO+H2O通过催化剂变换为CO2+H2
变换炉出口的工艺气中含有0.412％的CO，温度为249℃。经管线22经四级换热冷却器23回收热量后，被冷却到70℃。经管线24送入CO2洗涤吸收装置25脱除其中的CO2，上述二氧化碳洗涤装置可以选用低温甲醇物理洗涤，或者选用MDEA溶液或苯菲尔溶液洗涤。洗涤液通过管线26送入到溶液再生系统27把洗涤液中的CO2分离，再生后的洗涤液通过管线28送回到CO2洗涤吸收装置25；分离出的CO2通过管线29送入到尿素生产装置30中作为原料。
脱碳后的工艺气通过管线31从CO2洗涤吸收装置25引出经换热后送入分子筛吸附器32脱除其中的水和二氧化碳，然后通过管线33送入液氮洗涤净化装置34，冷凝下来的甲烷通过管线35送入气液分离器中36进行分离，36中的液态甲烷被减压后送往天然气压缩2入口循环回用。其中空分装置4来的高压氮气经管线37配入到液氮洗涤净化装置34中的氢氮混合气管线38，用来调节去氨合成的新鲜合成气中的氢氮比为3∶1。
液氮洗涤净化装置34出口分离罐底部39的液相，其中主要是氮气、甲烷、和氢气，可经管线40送往界区外作为燃料；气相的组分主要是氢气，经管线41送到天然气压缩机入口回收。
液氮洗涤净化装置34出口H2/N2为3∶1的新鲜合成气，进入压缩机42压缩，与管线43来的循环气混合升压，被换热器加热后进入合成塔44，合成气在合成塔44中与催化剂床层接触，进行氨合成的放热反应，通过管线45离开合成塔的混合气温度约510℃，通过冷却器46降温并过热高压蒸汽后经管线45进入合成塔47，合成气在催化剂作用下继续反应，出口管线48中温度为460℃，经副产高压蒸汽后温度降低至380℃进入合成塔49。合成塔49出口管线50中氨含量大于20％，温度440℃。该气体混合物经管线50送入多级冷却系统51，然后送入到气液分离器52中，液氨被分离出来同过管线53送去闪蒸系统54，气液分离器52中的气相经管线43作为循环气体送回压缩机42。液氨在闪蒸系统54中精制后送往氨收集槽55，气体送入到氨回收系统56洗涤回收其中的氨。洗涤过的尾气经管线57送到天然气压缩机2入口进行回收。液氨产品从氨收集槽55抽出，可送往尿素装置30作为原料。
Claims (1)
1.一种天然气部分氧化串联换热式液氮洗合成氨设备，其特征是：
天然气压缩机(2)出口接有两路管线，一路管线连接气化炉(3)，另一路管线连接换热器(7a)，并经过换热器(7a)连接钴钼加氢脱硫装置(8)入口，钴钼加氢脱硫装置(8)出口连接换热器(7b)，并经过换热器(7b)连接换热式转化炉(12)，气化炉(3)出口和换热式转化炉(12)出口管线(6、13)连接，气化炉(3)出口和换热式转化炉(12)出口管线(6、13)上有管线(14)连接到换热式转化炉(12)的壳程入口，换热式转化炉(12)的壳程出口有管线(15)连接换热器(7a)壳程入口，换热器(7a)壳程出口连接换热器(7b)的壳程入口，换热器(7b)的壳程出口有管线(16)连接饱和热水塔(17)的底部气相入口，工艺冷凝液管线(18)连接饱和热水塔(17)的顶部液相入口，饱和热水塔(17)的顶部气相出口有蒸汽管线(19)连接中低温变换系统(21)入口，中低温变换系统(21)出口有管线(22)连接换热器(23)入口，换热器(23)出口有管线(24)连接CO2洗涤吸收装置(25)的气相入口，CO2洗涤吸收装置(25)的液相出口有管线(26)连接溶液再生系统(27)的入口，溶液再生系统(27)有两个出口，溶液再生系统(27)液相出口有管线(28)连接CO2洗涤吸收装置(25)的液相入口，CO2洗涤吸收装置(25)的气相出口有管线(31)连接分子筛吸附器(32)入口，分子筛吸附器(32)出口有管线(33)连接液氮洗涤净化装置(34)的气体入口，液氮洗涤净化装置(34)的中间液相出口有管线(35)连接气液分离器(36)入口，气液分离器(36)气相出口有管线(36a)连接天然气压缩机(2)入口管线(1)，液氮洗涤净化装置(34)的净化气出口有管线(38)连接压缩机(42)的吸入口，压缩机(42)的出口有管线(43)连接合成塔I(44)的入口，合成塔I(44)的出口有管线(45)连接废热锅炉(46)的管程入口，废热锅炉(46)的管程出口有管线连接合成塔II(47)的入口，合成塔II(47)的出口有管线(48)连接合成塔III(49)入口，合成塔III(49)的出口连接有管线(50)连接多级冷却系统(51)入口，多级冷却系统(51)出口连接有管线连接气液分离器(52)的入口，气液分离器(52)有两个出口，气液分离器(52)气相出口有管线(41)连接压缩机(42)的入口，气液分离器(52)液相出口有管线(53)连接闪蒸系统(54)的入口，闪蒸系统(54)的气相出口管线连接氨回收系统(56)的入口，氨回收系统(56)的气相出口有管线(57)连接天然气压缩机(2)入口管线(1)，闪蒸系统(54)的液相出口管线连接氨收集槽(55)的入口，氨收集槽(55)的出口有管线连接尿素装置(30)入口，溶液再生系统(27)的气相出口有管线(29)连接尿素装置(30)入口，液氮洗涤净化装置(34)的中间液相出口有管线连接分离罐(39)，分离罐(39)的气相出口有管线(41)连接天然气压缩机(2)入口管线(1)，空分装置(4)的一个出口通过管线(37)连接液氮洗涤净化装置(34)与压缩机(42)之间的管线(38)，空分装置(4)的另一个出口通过管线(5)连接气化炉(3)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2007201497337U CN201056492Y (zh) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | 天然气部分氧化串联换热式液氮洗合成氨设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2007201497337U CN201056492Y (zh) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | 天然气部分氧化串联换热式液氮洗合成氨设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201056492Y true CN201056492Y (zh) | 2008-05-07 |
Family
ID=39425335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNU2007201497337U Expired - Lifetime CN201056492Y (zh) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | 天然气部分氧化串联换热式液氮洗合成氨设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201056492Y (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102381717A (zh) * | 2010-09-01 | 2012-03-21 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种天然气转化生产氨的方法及装置 |
| CN102795642A (zh) * | 2012-08-15 | 2012-11-28 | 吴启 | 一种氨氢回收装置及氨氢回收的方法 |
| CN106568298A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-04-19 | 杭州中泰深冷技术股份有限公司 | 一种焦炉气制lng联产合成氨装置及控制方法 |
| CN107445179A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-12-08 | 天脊煤化工集团股份有限公司 | 一种合成氨系统中驰放气和闪蒸气的回收装置 |
-
2007
- 2007-06-20 CN CNU2007201497337U patent/CN201056492Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102381717A (zh) * | 2010-09-01 | 2012-03-21 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种天然气转化生产氨的方法及装置 |
| CN102381717B (zh) * | 2010-09-01 | 2013-07-31 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种天然气转化生产氨的方法 |
| CN102795642A (zh) * | 2012-08-15 | 2012-11-28 | 吴启 | 一种氨氢回收装置及氨氢回收的方法 |
| CN106568298A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-04-19 | 杭州中泰深冷技术股份有限公司 | 一种焦炉气制lng联产合成氨装置及控制方法 |
| CN107445179A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-12-08 | 天脊煤化工集团股份有限公司 | 一种合成氨系统中驰放气和闪蒸气的回收装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220194789A1 (en) | Atr-based hydrogen process and plant | |
| AU680690B2 (en) | Process for the production of methanol | |
| AU729993B2 (en) | Method of manufacturing methanol | |
| CN102381717B (zh) | 一种天然气转化生产氨的方法 | |
| 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 | |
| CN102585951B (zh) | 一种由焦炉气联产液化合成天然气、纯氢和甲醇的新工艺 | |
| CN100503790C (zh) | 双燃料重整化工系统生产化工产品的方法 | |
| CN103025649A (zh) | 使用超纯高压氢气制备氨 | |
| US20220348461A1 (en) | Process for the conversion of carbon dioxide | |
| CN101705128A (zh) | 制取合成天然气的绝热甲烷化工艺和装置 | |
| CN113479906A (zh) | 一种冷热电联用的可再生能源合成氨系统 | |
| CN201056492Y (zh) | 天然气部分氧化串联换热式液氮洗合成氨设备 | |
| CN101492398B (zh) | 高效冷凝、低安装高度co2气提法尿素生产工艺及高压管式全冷凝反应器 | |
| GB2568128A (en) | Methanol synthesis process | |
| CN101985574B (zh) | 一种利用合成气制备天然气的工艺方法 | |
| RU2324674C1 (ru) | Способ получения метанола | |
| RU2252209C1 (ru) | Способ получения метанола (варианты) | |
| CN101659879B (zh) | 一种化工-电力多联产的方法和设备 | |
| CN105542889A (zh) | 一种冷激式内移热甲烷化工艺 | |
| CN102746870B (zh) | 一种费托合成工艺 | |
| CN109095438B (zh) | 一种生物质多级转换联合制氢装置及其工作方法 | |
| CN106397121A (zh) | 一种沼气与焦炉煤气联合生产甲醇装置 | |
| CN216856654U (zh) | 一种烟气直接回收利用装置 | |
| CN102477324A (zh) | 以干馏煤气为原料制备合成天然气的方法 | |
| RU2203214C1 (ru) | Способ получения метанола |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20080507 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |