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CN108545697A - 一种水煤气变换气制造氨合成气工艺 - Google Patents

一种水煤气变换气制造氨合成气工艺 Download PDF

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CN108545697A CN201810397034.7A CN201810397034A CN108545697A CN 108545697 A CN108545697 A CN 108545697A CN 201810397034 A CN201810397034 A CN 201810397034A CN 108545697 A CN108545697 A CN 108545697A
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王巍
杨皓
钟俊波
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Abstract

本发明涉及一种水煤气变换气制氨合成气工艺，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，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，再送变压吸附脱除二氧化碳与一氧化碳到10ppm以下，成为氨合成气。

Description

一种水煤气变换气制造氨合成气工艺
技术领域
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。
发明内容
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，0.5％以下一氧化碳，40％以上二氧化碳，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，再送变压吸附脱除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。
送原料气进入预热器，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，送变压吸附装置脱除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。
送原料气进入预热器，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，送变压吸附装置脱除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：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。
送原料气进入预热器，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，送变压吸附装置脱除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。

Claims (1)

1.一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，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，再送变压吸附脱除二氧化碳与一氧化碳到10ppm以下，成为氨合成气。
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