一种水煤气变换气制造氨合成气工艺的制作方法

文档序号:15466536发布日期:2018-09-18 19:26阅读:1331来源:国知局

本发明涉及化工、节能、环保领域,是一种减少变压吸附制氢装置,由此减少氨合成投资的方法。



背景技术:

对于以水煤气变换气为原料生产合成氨的过程,对于氨合成气体的制造方法一般采用两种方法。

一种方法是将变换气精脱硫后,送PSA脱碳装置,脱碳装置采用氧化铝、硅胶、活性炭、分子筛脱除二氧化碳,使二氧化碳达到0.8%以下,送变压吸附制氢装置制取高纯氢气,氢气中一氧化碳与二氧化碳混合浓度低于10ppm,实际氢气收率达到93%左右,若使用回收装置,可使氢气回收率达到98%,氮气不回收。

一种方法是将变换气精脱硫后,送甲醇洗脱碳装置,脱碳装置采用冷冻甲醇脱除二氧化碳,使二氧化碳达到1ppm以下,送液氮洗脱除一氧化碳到9ppm以下。

PSA制氢与液氮洗制氢氮气都有较大的氢气损失都在2%以上,氮气损失更是极大,由此浪费能量很大。



技术实现要素:

水煤气变换达到一氧化碳0.2%以下是容易达到的过程,PSA制氢与液氮洗制氢氮氢气与氮气损失都很大。本发明的方法,实际上是用一氧化碳转化氧气替换氢气转化一氧化碳,变压吸附同时脱除一氧化碳与二氧化碳时,氮气损失大,而单独脱除二氧化碳的吸附剂,与同时脱除二氧化碳与一氧化碳的吸附剂相比,可以大幅提高氢气与氮气的收率,去掉液氮洗工段可以大量减少投资,减少氢气与氮气损失。

本发明是一种水煤气变换气制氨合成气工艺,其特征在于:将变换气精脱硫后,气体成分为52%以上氢气,7%以下氮气,0.1%氧气,0.2%以下一氧化碳,40%以上二氧化碳,先脱除二氧化碳到浓度低于2%,称为粗脱气,加入比一氧化碳转化所需氧气过量0.1%的纯氧气或同当量空气,设立一氧化碳催化转化成二氧化碳步骤,将0.2%以下一氧化碳浓度为转化成二氧化碳,一氧化碳残留浓度达到1ppm以下,将转化气送精脱氧步骤,再送变压吸附精脱二氧化碳与一氧化碳到10ppm以下,成为氨合成气。

具体实施方式

实施例1:水煤气变换气总量为36000NM3/H,0.84MPa,精脱硫后,气体成分为氢气50%,氮气7%,一氧化碳0.2%,二氧化碳42.7%,氧气0.1%,加入纯氧气18NM3/H,称为原料气。先脱除二氧化碳到浓度低于2%,称为粗脱气,送粗脱气进入预热器,提高气体温度到130~180℃,送入一氧化碳转化器转化一氧化碳(氧气过量30%以上),出口一氧化碳浓度达到1ppm以下,回收反应气热量制造水蒸气,再送入精脱氧反应器,使残余氧气与过量氢气反应,获得氧气浓度低于1ppm的气体,回收反应热量制造水蒸气,冷却该气体到常温,送变压吸附装置精脱二氧化碳到一氧化碳与二氧化碳总浓度低于10ppm,脱除水露点到-70℃,变压吸附出口气体成分为氢气75%,氮气25%,氧气1ppm以下,一氧化碳与二氧化碳总量10ppm以下,水水露点到-70℃,获得制氨合成气。

实施例2:水煤气变换气总量为36000NM3/H,1.84MPa,精脱硫后,气体成分为氢气54%,氮气5%,一氧化碳0.1%,二氧化碳41.8%,氧气0.1%,加入纯氧气9NM3/H,称为原料气。先脱除二氧化碳到浓度低于2%,称为粗脱气,送粗脱气进入预热器,提高气体温度到130~180℃,送入一氧化碳转化器转化一氧化碳(氧气过量30%以上),出口一氧化碳浓度达到1ppm以下,回收反应气热量制造水蒸气,再送入精脱氧反应器,使残余氧气与过量氢气反应,获得氧气浓度低于1ppm的气体,回收反应热量制造水蒸气,冷却该气体到常温,送变压吸附装置精脱二氧化碳到一氧化碳与二氧化碳总浓度低于10ppm,脱除水露点到-70℃,变压吸附出口气体成分为氢气75%,氮气25%,氧气1ppm以下,一氧化碳与二氧化碳总量10ppm以下,水水露点到-70℃,获得制氨合成气。

实施例3:半水煤气变换气总量为36000NM3/H,2.84MPa,精脱硫后,气体成分为氢气54%,氮气4%,一氧化碳0.4%,二氧化碳40.5%,氧气0.1%,加入纯氧气284NM3/H,称为原料气。先脱除二氧化碳到浓度低于2%,称为粗脱气,送粗脱气进入预热器,提高气体温度到130~180℃,送入一氧化碳转化器转化一氧化碳(氧气过量30%以上),出口一氧化碳浓度达到1ppm以下,回收反应气热量制造水蒸气,再送入精脱氧反应器,使残余氧气与过量氢气反应,获得氧气浓度低于1ppm的气体,回收反应热量制造水蒸气,冷却该气体到常温,送变压吸附装置精脱二氧化碳到一氧化碳与二氧化碳总浓度低于10ppm,脱除水露点到-70℃,变压吸附出口气体成分为氢气75%,氮气25%,氧气1ppm以下,一氧化碳与二氧化碳总量10ppm以下,水水露点到-70℃,获得制氨合成气。

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