专利名称：一种回收合成氨放空气的方法
技术领域：
本发明涉及一种回收合成氨放空气的方法，属于化工生产综合利用技术领域。
技术背景
在氨合成过程中，为了使合成塔中的氢气具有较高的氢分压以保持氨的转化率， 需向外排放一部分循环气，来维持循环气中较低的甲烷气含量和较高的氢气含量；同时液氨在20-30MI^压力下溶解了较多的循环气，分离进入液氨储槽后压力降低为1. 5-2. 5MPa 后要解析出大部分循环气外排，这部分气体称之为池放气；排放的这两部分气体统称为合成氨放空气，主要组成摩尔百分比为氢气50-60%、氮气18-25%、甲烷8-25%、氨2_12%。
目前，合成氨放空气的回收主要有以下三种方法一是将放空气中的大部分氨、 氢气分离作为产品和原料使用，放空气分离氨和氢气后的气体主要组成摩尔百分比为甲烷30-50%、氮气40-50%、氢气8-12% ；将这部分气体引到燃烧炉、三废炉或锅炉燃烧副产蒸汽；二是将放空气中的氨分离作为产品使用，分离氨后的气体采用深冷法将气体温度降到-196°C，再将氢气、甲烷、氮气分离，回用或作为产品销售。三是专门设置甲烷催化转化装置，将合成氨放空气中的氨、氢气分离后的气体进入甲烷催化转化装置，在500-700°C条件下，经催化剂的催化作用，甲烷与蒸汽反应生成一氧化碳和氢气作为合成氨的原料气使用。 第二和第三种办法因投资很大，运行成本很高，只是理论上可行，很少有企业采用。绝大部分合成氨装置采用第一种方法回收合成氨放空气，主要原因投资小、成本低；但是，第一种方法存在的主要问题甲烷是生产氢气和一氧化碳最优质的原料，氢气是生产合成氨、甲醇的原料，氮气是生产合成氨的原料，甲烷、氢气作为燃料烧掉造成了资源的极大浪费。发明内容
本发明的目的是提供一种回收合成氨放空气的方法，先将放空气中的大部分氨、 氢气分离作为产品和原料使用，分离氨和氢气后的气体引到煤气发生炉作为生产煤气的原料使用，将合成氨生产过程的废气作为合成氨的原料循环利用，提升放空气的价值，达到节能、降耗、增效的目的。
本发明的目的是这样实现的一种回收合成氨放空气的方法，将合成氨放空气分离氨和氢气后的气体混配到煤气发生炉的入炉蒸汽中作为混合气化剂使用，一同进入煤气化炉，混和气化剂的摩尔百分比为放空气分离氨和氢气后的气体1_20%，蒸汽80-99%，不需要专门设置催化转化装置，在煤气化炉内1000-1500°C高温下，甲烷与蒸汽反应生成一氧化碳和氢气的转化率可以达到60-99%。
合成氨放空气分离氨和氢气的方法与背景技术所述第一种方法的分离工艺相同； 分离氨可采取水循环吸收、无动力氨回收等工艺；分离氢气可采取变压吸附、膜分离等工艺。
进入煤气化炉混和气化剂的摩尔百分比为放空气分离氨和氢气后的气体 1-20%,蒸汽 80-99%。
合成氨或醇氨联产装置合成氨放空气分离氨和氢气后的气体，回收到常压煤气化炉或加压煤气化炉，或多台气化炉运行的系统。
将合成氨放空气分离氨和氢气后的气体混配到单台煤气发生炉的入炉蒸汽中，或者混配到多台气化炉的总入炉蒸汽中作为混合气化剂使用。
本发明适用于合成氨或醇氨联产装置用于将合成氨放空气分离氨和氢气后的气体回收到常压煤气化炉，也适用于回收到加压煤气化炉；多台气化炉运行的系统，采用本发明，可以将合成氨放空气分离氨和氢气后的气体混配到单台煤气发生炉的入炉蒸汽中，也可以混配到多台气化炉的总入炉蒸汽中作为混合气化剂使用；混配的摩尔百分比为 1-20%，最佳摩尔百分比为2-10%。
本发明提供的方法可以利用现有合成氨或醇氨联产装置及工艺条件，不需要新增设备，具有很强的实用性和可实施性，投资少、成本低，将生产过程的废气作为原料循环利用，变废为宝，可降低产品的原料煤消耗3-5%，与背景技术相比使合成氨放空气增值30%以上。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1 采用本发明应用于以块煤为原料常压固定床煤气化炉年产30万吨合成孰装直ο
入炉蒸汽总量为78t/h，日产氨900吨，合成氨放空气分离氨和氢气后的气体流量为^00Nm3/h，气体成分摩尔百分比为氢气12%、甲烷40%、氮气48%，将这部分气体混配到总入炉蒸汽中，混配的比例为摩尔百分比2. 8%，原料煤消耗降低3-4%。
实施例2 采用本发明应用于以块煤为原料常压固定床煤气化炉年产20万吨醇氨联产装置。
入炉蒸汽总量为50t/h，日产甲醇250吨、合成氨350吨，合成氨放空气分离氨和氢气后的气体流量为2100Nm3/h，气体成分摩尔百分比为氢气10%、甲烷45%、氮气45%，这部分气体混配到总入炉蒸汽中，混配的比例为摩尔百分比3. 3%，原料煤消耗降低4-5%。
权利要求
1.一种回收合成氨放空气的方法，其特征在于将合成氨放空气分离氨和氢气后的气体混配到煤气发生炉的入炉蒸汽中作为混合气化剂使用，一同进入煤气化炉，混和气化剂的摩尔百分比为放空气分离氨和氢气后的气体1-20%，蒸汽80-99%，不需要专门设置催化转化装置，在煤气化炉内1000-1500°C高温下，甲烷与蒸汽反应生成一氧化碳和氢气的转化率达到60-99%。
2.根据权利要求1所述之一种回收合成氨放空气的方法，其特征在于混和气化剂的摩尔百分比为放空气分离氨和氢气后的气体1_20%，蒸汽80-99%。
3.根据权利要求1或2所述之一种回收合成氨放空气的方法，其特征在于合成氨或醇氨联产装置合成氨放空气分离氨和氢气后的气体，回收到常压煤气化炉或加压煤气化炉， 或多台气化炉运行的系统。
4.根据权利要求1或2所述之一种回收合成氨放空气的方法，其特征在于将合成氨放空气分离氨和氢气后的气体混配到单台煤气发生炉的入炉蒸汽中，或者混配到多台气化炉的总入炉蒸汽中作为混合气化剂使用。
全文摘要
本发明涉及一种回收合成氨放空气的方法，属于化工生产综合利用技术领域。技术方案是将合成氨放空气分离氨和氢气后的气体混配到煤气发生炉的入炉蒸汽中作为混合气化剂使用，一同进入煤气化炉，混和气化剂的摩尔百分比为放空气分离氨和氢气后的气体1-20%，蒸汽80-99%，不需要专门设置催化转化装置，在煤气化炉内1000-1500℃高温下，甲烷与蒸汽反应生成一氧化碳和氢气的转化率达到60-99%。本发明利用现有合成氨或醇氨联产装置及工艺条件，不需要新增设备，具有很强的实用性，投资少、成本低，将生产过程的废气作为原料循环利用，变废为宝，可降低产品的原料煤消耗3-5%，与背景技术相比使合成氨放空气增值30%以上。
文档编号C01B3/14GK102502492SQ20111034612
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日
发明者景玉国 申请人:河北凯跃化工集团有限公司