一種低碳合成氨生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低碳合成氨生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：（1）氣體壓縮；（2）碳化、脫碳；（3）除甲烷；（4）脫硫；（5）CO、CO2精制；（6）氨合成。本發(fā)明由于用焦化廠荒煤氣為原料，用荒煤氣作原料無原料成本，只有水電等成本，經(jīng)濟效益顯著，具有成本低和環(huán)保節(jié)能的特點。本發(fā)明利用是PSA裝置將其氮氣和甲烷進行分離凈化的工藝技術(shù)，大幅降低H2S、NH3等大氣污染物以及CO2的排放量，本發(fā)明是一種綠色環(huán)保的合成氨生產(chǎn)工藝。
【專利說明】一種低碳合成氨生產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種低碳合成氨生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]氨，或稱“氨氣”，分子式為NH3,是一種無色氣體，有強烈的刺激氣味。極易溶于水，常溫常壓下I體積水可溶解700倍體積氨。氨對地球上的生物相當重要，它是所有食物和肥料的重要成分。氨也是所有藥物直接或間接的組成。氨有很廣泛的用途，同時它還具有腐蝕性等危險性質(zhì)。由于氨有廣泛的用途，氨是世界上產(chǎn)量最多的無機化合物之一，多于八成的氨被用于制作化肥。由于氨可以提供孤對電子，所以它也是一種路易斯堿。
[0003]解放前中國只有兩家規(guī)模不大的合成氨廠，解放后合成氨工業(yè)有了迅速發(fā)展。1949年全國氮肥產(chǎn)量僅0.6萬噸，而1982年達到1021.9萬噸，成為世界上產(chǎn)量最高的國家之一。
[0004]近幾年來，中國引進了一批年產(chǎn)30萬噸氮肥的大型化肥廠設(shè)備。中國自行設(shè)計和建造的上海吳涇化工廠也是年產(chǎn)30萬噸氮肥的大型化肥廠。這些化肥廠以天然氣、石油、煉油氣等為原料，生產(chǎn)中能量損耗低、產(chǎn)量高，技術(shù)和設(shè)備都很先進。氨是重要的無機化工產(chǎn)品之一，在國民經(jīng)濟中占有重要地位?，F(xiàn)有的合成氨工藝采用以無煙煤為原料生成合成氨，該技術(shù)常見過程是:造氣一半水煤氣脫硫一壓縮機1，2工段一變換一變換氣脫硫一壓縮機3段一脫硫一壓縮機4，5工段一銅洗一壓縮機6段一氨合成一產(chǎn)品NH3,該技術(shù)耗煤量大，不但成本高，而且大量的H2S、NH3、CO2的排放，造成對環(huán)境的污染及破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)成本低，操作工藝簡單，可降低&5、NH3等大氣污染物和減少CO2的排放量的低炭合成氨生產(chǎn)工藝。
[0006]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明一種低碳合成氨生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:
[0007](I)氣體壓縮:
[0008]將焦爐氣輸送到氣柜內(nèi)，經(jīng)羅茨風(fēng)機加壓后進入變溫吸附法工段脫去苯和萘，將脫苯、萘后的原料氣送入往復(fù)式壓縮機進行一、二段壓縮，加壓至0.7~1.0Mpa ；
[0009](2)碳化、脫碳:
[0010]取步驟(1)所得的氣體進行脫硫處理，脫硫后的氣體，分兩部分處理，一部分直接去碳化裝置進行碳化處理，另一部分經(jīng)PSA脫碳裝置，PSA脫碳裝置解析的濃CO2氣體經(jīng)CO2壓縮機加壓到0.9MPa進入碳化裝置，與吸氨工段來的濃氨水進行反應(yīng)生產(chǎn)出碳酸氫銨肥料；
[0011] (3)除甲烷:
[0012]將步驟(2)的PSA脫碳裝置和碳化裝置未完全處理的原料氣重新送入往復(fù)式壓縮機三段和四段進行壓縮，壓縮至2.1Mpa后通過變壓吸附法脫除甲烷；
[0013](4)脫硫:[0014]將步驟(3)所得氣體通過變壓吸附法脫除過剩的氮氣，將H2、N2比調(diào)整到3:1，再將氣體經(jīng)精脫硫脫至0.1ppm以下；
[0015](5) CO、CO2 精制:
[0016]將氣體中的CO、CO2進行精制，再經(jīng)合成氣壓縮機加壓至3.14Mpa ；
[0017](6)氨合成:
[0018]將步驟(5)所得的合成氣送入氨合成工序，生產(chǎn)出產(chǎn)品氨。
[0019]作為本發(fā)明的改進，所述的原料氣組成是按下面的重量百分比組成的荒煤氣=H2是 29.00%、CO2 是 11.83%、CO 是 10.20%、N2 是 389.58%、CH4 是 7.25%、O2 是 0.19%。
[0020]上述步驟(3)中的變壓吸附法脫除的多甲烷送入鍋爐燃燒。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:
[0022]本發(fā)明由于用焦化廠荒煤氣為原料，用荒煤氣作原料無原料成本，只有水電等成本，經(jīng)濟效益顯著，具有成本低和環(huán)保節(jié)能的特點。本發(fā)明利用是PSA裝置將其氮氣和甲烷進行分離凈化的工藝技術(shù)，大幅降低H2S、NH3等大氣污染物以及CO2的排放量，按照國內(nèi)煤制合成氨和碳銨的先進水平，年可節(jié)約標煤9.7萬噸，可削減原廠H2S、NH3等大氣污染物的排放量的95.7%以上，削減CO2的排放量65.42%。年減排CO2約14.03萬噸，減排效果十分顯著，所以本發(fā)明是一 種綠色環(huán)保的合成氨生產(chǎn)工藝。
【具體實施方式】
[0023]為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實施例僅僅用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。
[0024]如無具體說明，本發(fā)明的各種原料均可以通過市售得到；或根據(jù)本領(lǐng)域的常規(guī)方法制備得到。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域技術(shù)熟練入員所熟悉的意義相同。此外任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應(yīng)用于本發(fā)明方法中。
[0025]除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域技術(shù)熟練人員所熟悉的意義相同。此外任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應(yīng)用于本發(fā)明方法中。
[0026]實施例1
[0027]一種低碳合成氨生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:
[0028](I)氣體壓縮:
[0029]將焦爐氣輸送到氣柜內(nèi)，經(jīng)羅茨風(fēng)機加壓后進入變溫吸附法工段脫去苯和萘，將脫苯、萘后的原料氣送入往復(fù)式壓縮機進行一、二段壓縮，加壓至0.9Mpa ；
[0030](2)碳化、脫碳:
[0031]取步驟(1)所得的氣體進行脫硫處理，脫硫后的氣體，分兩部分處理，一部分直接去碳化裝置進行碳化處理，另一部分經(jīng)PSA脫碳裝置，PSA脫碳裝置解析的濃CO2氣體經(jīng)CO2壓縮機加壓到0.9MPa進入碳化裝置，與吸氨工段來的濃氨水進行反應(yīng)生產(chǎn)出碳酸氫銨肥料；
[0032](3)除甲烷:
[0033]將步驟(2)的PSA脫碳裝置和碳化裝置未完全處理的原料氣重新送入往復(fù)式壓縮機三段和四段進行壓縮，壓縮至2.1Mpa后通過變壓吸附法脫除甲烷；
[0034](4)脫硫:
[0035]將步驟(3)所得氣體通過變壓吸附法脫除過剩的氮氣，將H2、N2比調(diào)整到3:1，再將氣體經(jīng)精脫硫脫至0.1ppm以下；
[0036](5) CO、CO2 精制:
[0037]將氣體中的CO、CO2進行精制，再經(jīng)合成氣壓縮機加壓至3.14Mpa ；
[0038](6)氨合成:
[0039]將步驟(5)所得的合成氣送入氨合成工序，生產(chǎn)出產(chǎn)品氨。
[0040]上述的原料氣組成是按下面的重量百分比組成的荒煤氣=H2是29.00%、CO2是11.83%、CO 是 10.20%、N2 是 389.58%、CH4 是 7.25%、O2 是 0.19%。
[0041]上述步驟(3)中的變壓吸附法脫除的多甲烷送入鍋爐燃燒。
[0042]實施例2
[0043]一種低碳合成氨生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:
[0044](I)氣體壓縮:
[0045]將焦爐氣輸送到氣柜內(nèi)，經(jīng)羅茨風(fēng)機加壓后進入變溫吸附法工段脫去苯和萘，將脫苯、萘后的原料氣送入往復(fù)式壓縮機進行一、二段壓縮，加壓至0.SMpa ；
[0046]( 2 )碳化、脫碳:
[0047]取步驟(1)所得的氣體進行脫硫處理，脫硫后的氣體，分兩部分處理，一部分直接去碳化裝置進行碳化處理，另一部分經(jīng)PSA脫碳裝置，PSA脫碳裝置解析的濃CO2氣體經(jīng)CO2壓縮機加壓到0.SMPa進入碳化裝置，與吸氨工段來的濃氨水進行反應(yīng)生產(chǎn)出碳酸氫銨肥料；
[0048](3)除甲烷:
[0049]將步驟(2)的PSA脫碳裝置和碳化裝置未完全處理的原料氣重新送入往復(fù)式壓縮機三段和四段進行壓縮，壓縮至2.1Mpa后通過變壓吸附法脫除甲烷；
[0050](4)脫硫:
[0051]將步驟(3)所得氣體通過變壓吸附法脫除過剩的氮氣，將H2、N2比調(diào)整到3:1，再將氣體經(jīng)精脫硫脫至0.1ppm以下；
[0052](5) CO、CO2 精制:
[0053]將氣體中的CO、CO2進行精制，再經(jīng)合成氣壓縮機加壓至3.14Mpa ；
[0054](6)氨合成:
[0055]將步驟(5)所得的合成氣送入氨合成工序，生產(chǎn)出產(chǎn)品氨。
[0056]上述的原料氣組成是按下面的重量百分比組成的荒煤氣=H2是29.00%、CO2是
11.83%、CO 是 10.20%、N2 是 389.58%、CH4 是 7.25%、O2 是 0.19%。
[0057]上述步驟(3)中的變壓吸附法脫除的多甲烷送入鍋爐燃燒。
[0058]實施例3
[0059]一種低碳合成氨生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:
[0060](I)氣體壓縮:
[0061]將焦爐氣輸送到氣柜內(nèi)，經(jīng)羅茨風(fēng)機加壓后進入變溫吸附法工段脫去苯和萘，將脫苯、萘后的原料氣送入往復(fù)式壓縮機進行一、二段壓縮，加壓至0.7Mpa ；[0062](2)碳化、脫碳:
[0063]取步驟(1)所得的氣體進行脫硫處理，脫硫后的氣體，分兩部分處理，一部分直接去碳化裝置進行碳化處理，另一部分經(jīng)PSA脫碳裝置，PSA脫碳裝置解析的濃CO2氣體經(jīng)CO2壓縮機加壓到0.7MPa進入碳化裝置，與吸氨工段來的濃氨水進行反應(yīng)生產(chǎn)出碳酸氫銨肥料；
[0064](3)除甲烷:
[0065]將步驟(2)的PSA脫碳裝置和碳化裝置未完全處理的原料氣重新送入往復(fù)式壓縮機三段和四段進行壓縮，壓縮至2.1Mpa后通過變壓吸附法脫除甲烷；
[0066](4)脫硫:
[0067]將步驟(3)所得氣體通過變壓吸附法脫除過剩的氮氣，將H2、N2比調(diào)整到3:1，再將氣體經(jīng)精脫硫脫至0.1ppm以下；
[0068](5) CO、CO2 精制:
[0069]將氣體中的CO、CO2進行精制，再經(jīng)合成氣壓縮機加壓至3.14Mpa ；
[0070](6)氨合成:
[0071 ] 將步驟(5)所得的合成氣送入氨合成工序，生產(chǎn)出產(chǎn)品氨。
[0072]上述的原料氣組成是按下面的重量百分比組成的荒煤氣=H2是29.00%、CO2是
11.83%、CO 是 10.20%、N2 是 389.58%、CH4 是 7.25%、O2 是 0.19%。
[0073]上述步驟(3)中的變壓吸附法脫除的多甲烷送入鍋爐燃燒。
[0074] 申請人:聲明，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在上述實施例的基礎(chǔ)上，將上述實施例某組分的具體含量點值，與
【發(fā)明內(nèi)容】
部分的技術(shù)方案相組合，從而產(chǎn)生的新的數(shù)值范圍，也是本發(fā)明的記載范圍之一，本申請為使說明書簡明，不再羅列這些數(shù)值范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種低碳合成氨生產(chǎn)工藝，其特征在于包括如下步驟: (1)氣體壓縮: 將焦爐氣輸送到氣柜內(nèi)，經(jīng)羅茨風(fēng)機加壓后進入變溫吸附法工段脫去苯和萘，將脫苯、萘后的原料氣送入往復(fù)式壓縮機進行一、二段壓縮，加壓至0.7~1.0Mpa ； (2)碳化、脫碳: 取步驟(1)所得的氣體進行脫硫處理，脫硫后的氣體，分兩部分處理，一部分直接去碳化裝置進行碳化處理，另一部分經(jīng)PSA脫碳裝置，PSA脫碳裝置解析的濃CO2氣體經(jīng)CO2壓縮機加壓到0.9MPa進入碳化裝置，與吸氨工段來的濃氨水進行反應(yīng)生產(chǎn)出碳酸氫銨肥料； (3)除甲烷: 將步驟(2)的PSA脫碳裝置和碳化裝置未完全處理的原料氣重新送入往復(fù)式壓縮機三段和四段進行壓縮，壓縮至2.1Mpa后通過變壓吸附法脫除甲烷； (4)脫硫: 將步驟(3)所得氣體通過變壓吸附法脫除過剩的氮氣，將H2、N2比調(diào)整到3:1，再將氣體經(jīng)精脫硫脫至0.1ppm以下； (5)CO、CO2 精制: 將氣體中的CO、CO2進行精制，再經(jīng)合成氣壓縮機加壓至3.14Mpa ； (6)氨合成:· 將步驟(5)所得的合成氣送入氨合成工序，生產(chǎn)出產(chǎn)品氨。
2.按照權(quán)利要求1所述一種低碳合成氨生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述的原料氣組成是按下面的重量百分比組成的荒煤氣=H2是29.00%、CO2是11.83%、CO是10.20%、N2是389.58%、CH4 是 7.25%、O2 是 0.19%。
3.按照權(quán)利要求1所述一種低碳合成氨生產(chǎn)工藝，其特征在于:步驟(3)中所述變壓吸附法脫除的多甲烷送入鍋爐燃燒。
【文檔編號】C01C1/04GK103588222SQ201310607690
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】程勇 申請人:安徽淮化股份有限公司