專利名稱：天然氣部分氧化串聯(lián)換熱式液氮洗合成氨設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油化工合成氨技術(shù)領(lǐng)域，是一種利用天然氣為原 料生產(chǎn)合成氨的工藝設(shè)備組合。
背景技術(shù)：
目前，以天然氣為原料的合成氨工藝中，在造氣工序環(huán)節(jié)是采用單 一部分氧化工藝或者蒸汽轉(zhuǎn)化工藝。
部分氧化工藝中氣化爐出口的高溫工藝干氣，通常都是采用激冷水 降溫同時飽和變換所需的水蒸氣，導(dǎo)致了高溫位的熱量直接被冷卻水帶 走，造成較高的能耗；而蒸汽轉(zhuǎn)化工藝中一段爐內(nèi)的煙氣排放會造成環(huán) 境污染和熱量損失，常規(guī)的蒸汽轉(zhuǎn)化工藝通常都是配置甲烷化、深冷凈 化工藝，但是這種工藝組合中由于對氣體的凈化度有限，合成回路中有 弛放氣產(chǎn)生，造成了氫的損失，這就意味著原料天然氣消耗的增加。
常規(guī)的天然氣為原料合成氨工藝中，設(shè)備系統(tǒng)通常有以下幾種連接 方式
1. 天然氣經(jīng)天然氣壓縮機壓縮，與空分來氧氣進(jìn)入氣化爐，經(jīng)過水 激冷降溫或廢熱鍋爐回收熱量，進(jìn)入炭黑洗滌裝置后送入變換系統(tǒng)，然
后經(jīng)C02脫除裝置，液氮洗滌系統(tǒng)脫除其中的甲烷、Ar等惰性氣體，并 配入空分來的氮氣調(diào)節(jié)氫氮比，然后送入合成氣壓縮機壓縮后送入氨合 成塔，反應(yīng)后的氣體經(jīng)過冷凍分離后得到產(chǎn)品氨；
2. 天然氣經(jīng)壓縮后，送入脫硫裝置，然后進(jìn)入外部加熱式一段蒸汽 轉(zhuǎn)化爐，轉(zhuǎn)化氣和空氣(或富氧空氣)一起進(jìn)入二段轉(zhuǎn)化爐，轉(zhuǎn)化氣經(jīng)過 廢熱鍋爐和換熱器后進(jìn)入變換系統(tǒng)，然后送入二氧化碳脫除裝置脫除二 氧化碳，脫碳后工藝氣進(jìn)入甲烷化爐，然后經(jīng)換熱器降溫后送入深冷凈
化裝置精制，精制后新鮮合成氣經(jīng)壓縮送入氨成塔進(jìn)行氨合成反應(yīng)，然 后經(jīng)冷凍、分離工序得到產(chǎn)品氨，合成回路中設(shè)置馳放氣回收裝置。部 分工藝甲烷化后直接進(jìn)入壓縮和氨合成工序，在這種工藝中氨合成回路 中通常還設(shè)置氫回收工序。
3.蒸汽轉(zhuǎn)化爐配置工藝中，也有使用換熱式轉(zhuǎn)化爐工藝，但都是采 用二段轉(zhuǎn)化爐出口的高溫氣體作為加熱源。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種天然氣部分氧化串聯(lián)換熱式液氮洗合 成氨設(shè)備，通過對部分單元工藝技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計和創(chuàng)造性地對單元技 術(shù)組合，開發(fā)一種新的合成氨工藝，有效地把部分氧化工藝和蒸汽轉(zhuǎn)化 的工藝優(yōu)點結(jié)合在一起，實現(xiàn)低燃料耗，減少原料用量，同時實現(xiàn)整個 工藝過程沒有煙氣排放，減少環(huán)境污染，在氣體凈化工藝選用高凈化度 工藝，保證合成回路中沒有弛放氣的排放。該工藝既要實現(xiàn)國際先進(jìn)水 平的低能耗要求，又要實現(xiàn)工藝設(shè)備的制造成本低，設(shè)備制造難度小的 目的。
本實用新型采用的設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)方案是
天然氣壓縮機出口接有兩路管線， 一路管線連接氣化爐，另一路管線 連接換熱器，并經(jīng)過換熱器連接鈷鉬加氫脫硫裝置入口，鈷鉬加氫脫硫 裝置出口連接換熱器，并經(jīng)過換熱器連接換熱式轉(zhuǎn)化爐。氣化爐出口和 換熱式轉(zhuǎn)化爐出口管線連接。氣化爐出口和換熱式轉(zhuǎn)化爐出口管線上有 管線連接到換熱式轉(zhuǎn)化爐的殼程入口。換熱式轉(zhuǎn)化爐的殼程出口有管線 連接換熱器殼程入口。換熱器殼程出口連接換熱器的殼程入口。換熱器 的殼程出口有管線連接飽和熱水塔的底部氣相入U。工藝?yán)淠汗芫€連 接飽和熱水塔的頂部液相入口 。飽和熱水塔的頂部氣相出口有蒸汽管線 連接中低溫變換系統(tǒng)入口 。中低溫變換系統(tǒng)出口有管線連接換熱器入口 。 換熱冷器出口有管線連接C(U先滌吸收裝置的氣相入U。 0)2洗滌吸收裝置的液相出口有管線連接溶液再生系統(tǒng)的入口。溶液再生系統(tǒng)有兩個出 口，溶液再生系統(tǒng)液相出口有管線連接C02洗滌吸收裝置的液相入口。
C02洗滌吸收裝置的氣相出口有管線連接分子篩吸附器入口 。分子篩吸附
器出口有管線連接液氮洗滌凈化裝置的氣體入口。液氮洗滌凈化裝置的 中間液相出口有管線連接氣液分離器入口，氣液分離器出口有管線連接 天然氣壓縮機入口管線。液氮洗滌凈化裝置的凈化氣出口有管線連接壓 縮機的吸入口。壓縮機的出口有管線連接合成塔I的入口，合成塔I的 出口有管線連接廢熱鍋爐的管程入口，廢熱鍋爐的管程出口有管線連接
合成塔n的入口，合成塔n的出口有管線連接合成塔in入口，合成塔m 的出口連接有管線連接多級冷卻系統(tǒng)入口。多級冷卻系統(tǒng)出口連接有管 線連接氣液分離器的入口。氣液分離器有兩個出口。氣液分離器氣相出 口有管線連接壓縮機的入口。氣液分離器液相出口有管線連接閃蒸系統(tǒng) 的入口。閃蒸系統(tǒng)的氣相出口管線連接氨回收系統(tǒng)的入口，氨回收系統(tǒng) 的氣相出口有管線連接天然氣壓縮機入口管線。閃蒸系統(tǒng)的液相出口管 線連接氨收集槽的入口，氨收集槽的出口有管線連接尿素裝置入口。溶 液再生系統(tǒng)的氣相出口有管線連接尿素裝置入口。液氮洗滌凈化裝置的 中間餾分的液相出口有管線連接分離罐，分離罐的氣相出口有管線連接 天然氣壓縮機入口管線。空分裝置的一個出口通過管線連接液氮洗滌凈 化裝置與壓縮機之間的管線?？辗盅b置的另一個出口通過管線連接氣化 爐。
簡述合成氨工藝過程有助于理解本實用新型。參閱附圖。
天然氣壓縮機1出口的天然氣分成兩路， 一路送入氣化爐3另外--路 經(jīng)過鈷鉬加氫脫硫裝置8后進(jìn)入換熱式轉(zhuǎn)化爐12管程，兩股粗合成氣在 換熱式蒸汽轉(zhuǎn)化爐12入口混合進(jìn)入殼側(cè)作為熱源向管內(nèi)的催化蒸汽轉(zhuǎn) 化反應(yīng)提供反應(yīng)熱。同--"工藝中同時使用了部分氧化爐和換熱式轉(zhuǎn)化爐 兩種設(shè)備?；旌蠚鉁囟冉档秃蠼?jīng)過飽和熱水塔17調(diào)整水汽比去變換系統(tǒng)
21進(jìn)行變換反應(yīng)，然后送入C02洗滌吸收裝置25脫除其中的CO"洗滌 液送入到溶液再生系統(tǒng)27分離C02，再生后的洗滌液C02洗滌吸收裝置 25;C02送入到尿素生產(chǎn)裝置30中作為原料。
C02洗滌吸收裝置25出口工藝氣經(jīng)分子篩吸附器32脫除水和二氧化 碳，然后送入液氮洗滌凈化裝置34，甲烷通過氣液分離器36分離，液 態(tài)甲烷減壓后送回天然氣壓縮機2入口 。空分裝置4來的高壓氮氣配入 到液氮洗滌凈化裝置34調(diào)節(jié)合成氣中的氫氮比為3: 1。液氮洗滌裝置 中增加甲烷的氣液分離器，甲烷回收送到天然氣壓縮機入口，使得氣化 爐和換熱式蒸汽轉(zhuǎn)化爐的反應(yīng)溫度降低，原料天然氣消耗明顯下降。
新鮮合成氣，進(jìn)入壓縮機42壓縮，加熱后進(jìn)入合成塔44反應(yīng)，出 口氣經(jīng)費熱鍋爐46降溫并過熱高壓蒸汽后經(jīng)進(jìn)入合成塔47，出口氣副 產(chǎn)高壓蒸汽后進(jìn)入合成塔49。合成塔49出口氣體混合物送入多級冷卻 系統(tǒng)51，然后送入到氣液分離器52中，液氨被分離出來去閃蒸系統(tǒng)54， 氣液分離器52中的氣相循環(huán)回壓縮機42。由于配置了高凈化度的液氮 洗滌裝置34，合成回路中沒有惰性氣體的累積，相對于常規(guī)的天然氣蒸 汽轉(zhuǎn)化法，合成回路中沒有馳放氣回收或氫回收設(shè)施。液氨在閃蒸系統(tǒng) 54中精制后送往氨收集槽55，氣體經(jīng)氨回收系統(tǒng)回收氨。洗滌過的尾氣 送到天然氣壓縮機2入口回收。液氨產(chǎn)品從氨收集槽55抽出，送往尿素 裝置30作為原料。
本實用新型的有益效果是該設(shè)備的組合中關(guān)鍵點是通過換熱式轉(zhuǎn) 化爐把純氧部分氧化反應(yīng)和蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)有機的結(jié)合在一起，反應(yīng)壓力 選擇為4. 5-7. OMPa，高于常規(guī)的蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)，降低了后續(xù)設(shè)備的氣相 負(fù)荷和合成的壓縮功耗，有效地降低了裝置的能耗和成本。另外就是通 過在液氮洗工序增設(shè)甲烷分離設(shè)施，這樣可以有效地降低部分氧化爐的 反應(yīng)溫度，降低甲烷的單程轉(zhuǎn)化率，在液氮洗工序回收未反應(yīng)甲烷返回 原料系統(tǒng)循環(huán)使用，減少了反應(yīng)過程有效氣的消耗，降低了天然氣消耗。
優(yōu)選液氮洗的氣體凈化方法，得到高凈化度的新鮮合成氣，使得合 成系統(tǒng)中沒有弛放氣的產(chǎn)生，有效地降低了壓縮的功耗和原料消耗；
1、 利用部分氧化爐出口的高溫氣體作為天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化的熱源，
實現(xiàn)部分氧化爐出口高溫位熱量的有效利用；由于天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化可以 從水中獲取氫，這樣有效提高了單元原料天然氣制取的氫量；換熱式轉(zhuǎn) 化使得蒸汽轉(zhuǎn)化工序沒有常規(guī)煙氣排放造成的環(huán)境污染和熱量損失；這 樣造氣工藝有較高的原料轉(zhuǎn)化率和熱量利用率。氣化爐出口部分氧化的 工藝氣與蒸汽轉(zhuǎn)化出口的轉(zhuǎn)化氣在換熱式蒸汽轉(zhuǎn)化爐前混合，使轉(zhuǎn)化管 外的加熱氣體的溫度在95(TC左右，降低了對換熱式轉(zhuǎn)化爐設(shè)備材質(zhì)及 機械強度的苛刻要求。這種流程配置巧妙、合理，給設(shè)備的設(shè)計和制造 提供了有利的空間；
2、 在天然氣部分氧化工藝中，通過對部分氧化反應(yīng)機理的研究，通 過降低甲垸的單程轉(zhuǎn)化率的手段，減少氣化爐中燃燒消耗的氫氣和氣化 爐的耗氧量，從而實現(xiàn)原料消耗的下降和裝置綜合能耗降低的理念；該 工藝中未轉(zhuǎn)化的甲烷通過后續(xù)配置的液氮洗流程完全回收，返回到天然 氣壓縮機入口回用。氣化爐中沒有反應(yīng)的甲烷的循環(huán)回收，只是增加了 天然氣壓縮機的動力能耗，但與減少氣化爐燃燒的氫氣量和減少的耗氧 量相比，能量是節(jié)約的。
3、改變了目前大型合成氨裝置造氣工藝單一選擇蒸汽轉(zhuǎn)化法或部 分氧化法的理念，創(chuàng)造性的充分利用兩種工藝的優(yōu)點，將它們合理的組 合在一起，實現(xiàn)能量的合理利用和裝置能耗的降低。由于造氣過程中降 低了部分氧化的溫度，而且通過蒸汽轉(zhuǎn)化從水中獲得了一部分氫，所以 在同樣天然氣耗量的情況下，產(chǎn)生的有效氣體要比蒸汽轉(zhuǎn)化法多2.5%; 同時由于后續(xù)氣體凈化工藝的合理配置，系統(tǒng)中沒有弛放氣造成的氫損 失，使得天然氣耗量也大幅下降，噸合成氨消耗天然氣695 Nm3，噸合
本實用新型的研究成果可以對國內(nèi)建設(shè)大型合成氨裝置提供工藝設(shè) 計的技術(shù)支持。也可以為正在運行的天然氣部分氧化制合成氨裝置的改 造及布朗蒸氣轉(zhuǎn)化工藝的裝置的擴能改造提出合理的降低消耗思路。打 破了傳統(tǒng)的天然氣合成氨工藝，開創(chuàng)了一種新的工藝路線。


圖1是本實用新型天然氣部分氧化串聯(lián)換熱式液氮洗合成氨設(shè)備系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，2.天然氣壓縮機；3.氣化爐；4.空分裝置；7a.換熱器；7b. 換熱器；8.鈷鉬加氫脫硫裝置；12.換熱式轉(zhuǎn)化爐；17.飽和水洗塔；18. C02 脫碳系統(tǒng)；21.中低溫變換系統(tǒng)；23.換熱冷卻器；25丄02洗滌吸收裝置； 27.溶液再生系統(tǒng)；30.尿素生產(chǎn)裝置；32.分子篩吸附器；34.液氮洗滌 凈化裝置；36.氣液分離器；39.分離罐；42.壓縮機；44.合成塔I; 46. 廢熱鍋爐；47.合成塔II; 49.合成塔III; 51.多級冷卻系統(tǒng)；52.氣液分 離器；54.閃蒸系統(tǒng)；55.氨收集槽；56.氨回收系統(tǒng)。其余未列出名稱的 序號代表管線。
具體實施方式
實施例參閱附圖。
天然氣壓縮機2出口接有兩路管線， 一路管線連接氣化爐3，另一路 管線連接換熱器7a，并經(jīng)過換熱器7a連接鈷鉬加氫脫硫裝置8入L」， 鈷鉬加氫脫硫裝置8出口連接換熱器7b，并經(jīng)過換熱器7b連接換熱式 轉(zhuǎn)化爐12，氣化爐3出口和換熱式轉(zhuǎn)化爐12出口管線6、 13連接，氣 化爐3出口和換熱式轉(zhuǎn)化爐12出口管線6、 13上有管線14連接到換熱 式轉(zhuǎn)化爐12的殼程入口，換熱式轉(zhuǎn)化爐12的殼程出口有管線15連接換 熱器7a殼程入口，換熱器7a殼程出口連接換熱器7b的殼程入口，換熱 器7b的殼程出口有管線16連接飽和熱水塔17的底部氣相入Li，工藝?yán)?凝液管線18連接飽和熱水塔17的頂部液相入U ，飽和熱水塔17的頂部氣相出口有蒸汽管線19連接中低溫變換系統(tǒng)21入口，中低溫變換系統(tǒng) 21出口有管線22連接換熱器23入口 ，換熱器23出口有管線24連接C02 洗滌吸收裝置25的氣相入口， C0,洗滌吸收裝置25的液相出口有管線 26連接溶液再生系統(tǒng)27的入口，溶液再生系統(tǒng)27有兩個出口，溶液再 生系統(tǒng)27液相出口有管線28連接C02洗滌吸收裝置25的液相入口 ， C02 洗滌吸收裝置25的氣相出口有管線31連接分子篩吸附器32入口 ，分子 篩吸附器32出口有管線33連接液氮洗滌凈化裝置34的氣體入口 ，液氮 洗滌凈化裝置34的中間液相出口有管線35連接氣液分離器36入口 ，氣 液分離器36氣相出口有管線36a連接天然氣壓縮機2入口管線1，液氮 洗滌凈化裝置34的凈化氣出口有管線38連接壓縮機42的吸入口 ，壓縮 機42的出口有管線43連接合成塔I 44的入口 ，合成塔I 44的出口有管 線45連接廢熱鍋爐46的管程入口 ，廢熱鍋爐46的管程出口有管線連接 合成塔II47的入口 ，合成塔II 47的出口有管線48連接合成塔I1149入口 ， 合成塔I1149的出口連接有管線50連接多級冷卻系統(tǒng)51入口，多級冷卻 系統(tǒng)51出口連接有管線連接氣液分離器52的入口 ，氣液分離器52有兩 個出口，氣液分離器52氣相出口有管線41連接壓縮機42的入口，氣液 分離器52液相出口有管線53連接閃蒸系統(tǒng)54的入口 ，閃蒸系統(tǒng)54的 氣相出口管線連接氨回收系統(tǒng)56的入口，氨回收系統(tǒng)56的氣相出LJ有 管線57連接天然氣壓縮機2入口管線1，閃蒸系統(tǒng)54的液相出口管線 連接氨收集槽55的入口，氨收集槽55的出口有管線連接尿素裝置30 入口，溶液再生系統(tǒng)27的氣相出口有管線29連接尿素裝置30入口，液 氮洗滌凈化裝置34的中間液相出口有管線連接分離罐39，分離罐39的 氣相出口有管線41連接天然氣壓縮機2入口管線1，空分裝置4的-個 出口通過管線37連接液氮洗滌凈化裝置34與壓縮機42之間的管線38， 空分裝置4的另--個出口通過管線5連接氣化爐3。
使用本天然氣部分氧化串聯(lián)換熱式液氮洗合成氨設(shè)備完成合成氨過
程的實施例如下
天然氣經(jīng)管線1送入天然氣壓縮機2壓縮后， 一部分天然氣經(jīng)管線 送往汽化爐3燒嘴，同時來自空分裝置4的純氧經(jīng)管線5也送入氣化爐
3燒嘴，兩種原料在氣化爐3的燃燒室中發(fā)生部分氧化反應(yīng)，氣化爐的 反應(yīng)壓力為5MPa，溫度為1150°C。管線6中的粗合成氣中含有體積比為 61X的H2，體積比為36%的C0和3%的C02。另一部分原料天然氣經(jīng)管 線送入換熱器7a加熱后送入鈷鉬加氫脫硫裝置8經(jīng)鈷鉬加氫和氧化鋅脫 硫。蒸汽經(jīng)管線9加入脫硫系統(tǒng)出口管線10送入換熱器7b加熱，然后 經(jīng)管線11送入換熱式轉(zhuǎn)化爐12管程在低水碳比催化劑作用下，發(fā)生蒸 汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)。轉(zhuǎn)化氣經(jīng)管線13和氣化爐出口氣混合后經(jīng)管線14送往換 熱式轉(zhuǎn)化爐殼程為蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)提供所需熱量后，經(jīng)管線15送往換熱器 7a、 7b冷卻。
粗合成氣經(jīng)管線16送入飽和水洗塔17用來自管線18的二氧化碳洗 滌系統(tǒng)工藝?yán)淠合礈?，蒸汽通過管線19加入到水洗塔出口氣體管線 20上，調(diào)整粗合成氣中&0/干氣的體積比為0.8 1.0。送入由幾個反應(yīng) 器和換熱器組成的中、低溫變換系統(tǒng)21，反應(yīng)溫度為35(TC，把C0+H20 通過催化劑變換為C02+H2
變換爐出口的工藝氣中含有0.412%的C0，溫度為249°C。經(jīng)管線 22經(jīng)四級換熱冷卻器23回收熱量后，被冷卻到7(TC 。經(jīng)管線24送入 C02洗滌吸收裝置25脫除其中的C02，上述二氧化碳洗滌裝置可以選用低 溫甲醇物理洗滌，或者選用MDEA溶液或苯菲爾溶液洗滌。洗滌液通過管 線26送入到溶液再生系統(tǒng)27把洗滌液中的C02分離，再生后的洗滌液 通過管線28送回到C02洗滌吸收裝置25;分離出的C02通過管線29送入 到尿素生產(chǎn)裝置30中作為原料。
脫碳后的工藝氣通過管線31從C02洗滌吸收裝置25引出經(jīng)換熱后 送入分子篩吸附器32脫除其中的水和二氧化碳，然后通過管線33送入
液氮洗滌凈化裝置34，冷凝下來的甲垸通過管線35送入氣液分離器中 36進(jìn)行分離，36中的液態(tài)甲垸被減壓后送往天然氣壓縮2入口循環(huán)回 用。其中空分裝置4來的高壓氮氣經(jīng)管線37配入到液氮洗滌凈化裝置 34中的氫氮混合氣管線38，用來調(diào)節(jié)去氨合成的新鮮合成氣中的氫氮比 為3: 1。
液氮洗滌凈化裝置34出口分離罐底部39的液相，其中主要是氮氣、 甲垸、和氫氣，可經(jīng)管線40送往界區(qū)外作為燃料；氣相的組分主要是氫 氣，經(jīng)管線41送到天然氣壓縮機入口回收。
液氮洗滌凈化裝置34出口 &/化為3: 1的新鮮合成氣，進(jìn)入壓縮機 42壓縮，與管線43來的循環(huán)氣混合升壓，被換熱器加熱后進(jìn)入合成塔 44，合成氣在合成塔44中與催化劑床層接觸，進(jìn)行氨合成的放熱反應(yīng)， 通過管線45離開合成塔的混合氣溫度約510 °C ，通過冷卻器46降溫 并過熱高壓蒸汽后經(jīng)管線45進(jìn)入合成塔47，合成氣在催化劑作用下繼 續(xù)反應(yīng)，出口管線48中溫度為46CTC ，經(jīng)副產(chǎn)高壓蒸汽后溫度降低至 380 °C進(jìn)入合成塔49。合成塔49出口管線50中氨含量大于20% ，溫 度44(TC 。該氣體混合物經(jīng)管線50送入多級冷卻系統(tǒng)51，然后送入到 氣液分離器52中，液氨被分離出來同過管線53送去閃蒸系統(tǒng)54，氣液 分離器52中的氣相經(jīng)管線43作為循環(huán)氣體送回壓縮機42。液氨在閃蒸 系統(tǒng)54中精制后送往氨收集槽55，氣體送入到氨回收系統(tǒng)56洗滌回收 其中的氨。洗滌過的尾氣經(jīng)管線57送到天然氣壓縮機2入口進(jìn)行回收。 液氨產(chǎn)品從氨收集槽55抽出，可送往尿素裝置30作為原料。
權(quán)利要求1、一種天然氣部分氧化串聯(lián)換熱式液氮洗合成氨設(shè)備，其特征是天然氣壓縮機(2)出口接有兩路管線，一路管線連接氣化爐(3)，另一路管線連接換熱器(7a)，并經(jīng)過換熱器(7a)連接鈷鉬加氫脫硫裝置(8)入口，鈷鉬加氫脫硫裝置(8)出口連接換熱器(7b)，并經(jīng)過換熱器(7b)連接換熱式轉(zhuǎn)化爐(12)，氣化爐(3)出口和換熱式轉(zhuǎn)化爐(12)出口管線(6、13)連接，氣化爐(3)出口和換熱式轉(zhuǎn)化爐(12)出口管線(6、13)上有管線(14)連接到換熱式轉(zhuǎn)化爐(12)的殼程入口，換熱式轉(zhuǎn)化爐(12)的殼程出口有管線(15)連接換熱器(7a)殼程入口，換熱器(7a)殼程出口連接換熱器(7b)的殼程入口，換熱器(7b)的殼程出口有管線(16)連接飽和熱水塔(17)的底部氣相入口，工藝?yán)淠汗芫€(18)連接飽和熱水塔(17)的頂部液相入口，飽和熱水塔(17)的頂部氣相出口有蒸汽管線(19)連接中低溫變換系統(tǒng)(21)入口，中低溫變換系統(tǒng)(21)出口有管線(22)連接換熱器(23)入口，換熱器(23)出口有管線(24)連接CO2洗滌吸收裝置(25)的氣相入口，CO2洗滌吸收裝置(25)的液相出口有管線(26)連接溶液再生系統(tǒng)(27)的入口，溶液再生系統(tǒng)(27)有兩個出口，溶液再生系統(tǒng)(27)液相出口有管線(28)連接CO2洗滌吸收裝置(25)的液相入口，CO2洗滌吸收裝置(25)的氣相出口有管線(31)連接分子篩吸附器(32)入口，分子篩吸附器(32)出口有管線(33)連接液氮洗滌凈化裝置(34)的氣體入口，液氮洗滌凈化裝置(34)的中間液相出口有管線(35)連接氣液分離器(36)入口，氣液分離器(36)氣相出口有管線(36a)連接天然氣壓縮機(2)入口管線(1)，液氮洗滌凈化裝置(34)的凈化氣出口有管線(38)連接壓縮機(42)的吸入口，壓縮機(42)的出口有管線(43)連接合成塔I(44)的入口，合成塔I(44)的出口有管線(45)連接廢熱鍋爐(46)的管程入口，廢熱鍋爐(46)的管程出口有管線連接合成塔II(47)的入口，合成塔II(47)的出口有管線(48)連接合成塔III(49)入口，合成塔III(49)的出口連接有管線(50)連接多級冷卻系統(tǒng)(51)入口，多級冷卻系統(tǒng)(51)出口連接有管線連接氣液分離器(52)的入口，氣液分離器(52)有兩個出口，氣液分離器(52)氣相出口有管線(41)連接壓縮機(42)的入口，氣液分離器(52)液相出口有管線(53)連接閃蒸系統(tǒng)(54)的入口，閃蒸系統(tǒng)(54)的氣相出口管線連接氨回收系統(tǒng)(56)的入口，氨回收系統(tǒng)(56)的氣相出口有管線(57)連接天然氣壓縮機(2)入口管線(1)，閃蒸系統(tǒng)(54)的液相出口管線連接氨收集槽(55)的入口，氨收集槽(55)的出口有管線連接尿素裝置(30)入口，溶液再生系統(tǒng)(27)的氣相出口有管線(29)連接尿素裝置(30)入口，液氮洗滌凈化裝置(34)的中間液相出口有管線連接分離罐(39)，分離罐(39)的氣相出口有管線(41)連接天然氣壓縮機(2)入口管線(1)，空分裝置(4)的一個出口通過管線(37)連接液氮洗滌凈化裝置(34)與壓縮機(42)之間的管線(38)，空分裝置(4)的另一個出口通過管線(5)連接氣化爐(3)。
專利摘要天然氣部分氧化串聯(lián)換熱式液氮洗合成氨設(shè)備，用于石油化工合成氨。特征部分原料天然氣與空分來純氧入氣化爐發(fā)生部分氧化反應(yīng)，得到粗合成氣。剩余原料氣脫硫后與蒸汽混合，送入換熱式轉(zhuǎn)化爐管程，在催化劑作用下得到粗合成氣。兩股粗合成氣混合進(jìn)入換熱式轉(zhuǎn)化爐殼程作為加熱介質(zhì)。粗合成氣入熱水塔用蒸汽冷凝液飽和，調(diào)整水汽比后入變換體系。變換氣脫碳、凈化，未反應(yīng)甲烷返回原料氣循環(huán)使用。液氮洗中配入空分來的純氮。凈化氣送入氨合成工序反應(yīng)合成氨。脫碳過程副產(chǎn)的CO₂與生成的NH3作為生產(chǎn)尿素原料。效果把部分氧化和蒸汽轉(zhuǎn)化工藝優(yōu)點結(jié)合，實現(xiàn)低原料、低燃耗，工藝過程無煙氣排放，合成回路無弛放氣排放。
文檔編號C01C1/04GK201056492SQ20072014973
公開日2008年5月7日 申請日期2007年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月20日
發(fā)明者余曉忠, 張麗蕓, 李石新, 肖珍平, 援 薛 申請人:中國石油天然氣股份有限公司