專利名稱：合成氣體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成氣體用以獲得氨水和甲醇一類化合物的制造方法。更具體地說，本發(fā)明涉及具有以下步驟的合成氣體的制造方法供給含有碳氫化合物的第一氣流以及含有水蒸汽的第一氣流至初次轉(zhuǎn)化段；供給含有氧和可能含有氮的第一氣流至二次轉(zhuǎn)化段；首先在初次轉(zhuǎn)化段使碳氫化合物與水蒸汽反應(yīng)以及隨后在二次轉(zhuǎn)化段與氧一起反應(yīng)，獲得含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第一氣體相；供給含有CO，CO2，H2和可能含有N2的第一氣體相至一氧化碳轉(zhuǎn)化段。
在本說明書和權(quán)利要求書中術(shù)語“碳氫化合物”通常用于指含氧及碳的原材料，例如甲烷、天然氣、揮發(fā)油、液化石油氣(GPL)或精煉氣體及其混合物。
本發(fā)明還涉及到實現(xiàn)上述方法的制造合成氣體的設(shè)備，以及改造現(xiàn)有生產(chǎn)合成氣體設(shè)備的方法。
如同在合成氣體生產(chǎn)領(lǐng)域所知，越來越多地感到需要一些簡單易行的過程，以達到高的生產(chǎn)率和低的使用及投資費用，以及低的能源消耗。
為了滿足這些要求，廣泛地使用了合成氣體制造方法，其中首先供給含有碳氫化合物的氣流和含有水蒸汽的氣體至初次轉(zhuǎn)化段，以及隨后用與含有氧和可能含有氮的氣流一起至二次轉(zhuǎn)化段。從而獲得富CO，CO2，H2和可能含有N2的氣體相，它又被供給至處理段，例如高溫和低溫一氧化碳轉(zhuǎn)化段。該處理段可以根據(jù)所生產(chǎn)的合成氣體的類型而改變。
為了改進碳氫化合物的轉(zhuǎn)化獲取率以及降低能源消耗，在此領(lǐng)域使用的合成氣體制造方法在其二次轉(zhuǎn)化段內(nèi)的轉(zhuǎn)化反應(yīng)在催化劑的參與下進行。用于進行這些方法的二次轉(zhuǎn)化裝置通常稱為自熱的，因為它們工作時不需要外加熱源。
上述過程雖然在某些方面具有優(yōu)點，但也顯示出一系列缺點。首先是靈活性極小的事實，以及其本身不能在工作條件下適應(yīng)有效的變化，特別是要求大大增加合成氣體的產(chǎn)量時。
事實上，擔負碳氫化合物轉(zhuǎn)化任務(wù)的初次和二次轉(zhuǎn)化段不能方便地脫離其設(shè)計能力來工作。因此，為了使按上述過程工作的合成氣體生產(chǎn)設(shè)備適應(yīng)在此領(lǐng)域迫切需要的提高產(chǎn)量，必須進行大量的改造，以及最后甚至需要更換轉(zhuǎn)化段為更大能力的轉(zhuǎn)化段而引起極高的投資費用。
此外還須指出，存在初次轉(zhuǎn)化段要求由外部源供給大量的熱，這也為實現(xiàn)這些過程所需總能源消耗產(chǎn)生不利影響。
由于這些缺點，按現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)合成氣體的制造方法，今天會要求高的投資和能耗，這樣就顯著地提高了基本化學產(chǎn)品如氫和一氧化碳的成本，盡管對這些產(chǎn)品的需求一直增加。
本發(fā)明的目的是提供一種合成氣體的制造方法，它簡單易行和可獲得高的生產(chǎn)率和低的使用及投資費用以及低的能源消耗。
按照本發(fā)明上述類型合成氣體制造方法的使用實現(xiàn)了本發(fā)明的目的，該方法包括以下步驟供給含有碳氫化合物的第二氣流，含有水蒸汽的第二氣流和含有氧及可能含有氮的第二氣流至相對于初次和二次轉(zhuǎn)化段平行設(shè)置的自熱轉(zhuǎn)化段；使碳氫化合物，水蒸汽和氧在自然重整段內(nèi)反應(yīng)，獲得含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第二氣體相；供給含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第二氣體相至一氧化碳轉(zhuǎn)化段。
在本說明書和權(quán)利要求書中術(shù)語“自熱轉(zhuǎn)化段”用于指示在其內(nèi)碳氫化合物，水蒸汽和氧起反應(yīng)的轉(zhuǎn)化段，最好有催化劑參與，而不需要外部熱源。在生產(chǎn)氨水或甲醇時，這些段通常稱為二次轉(zhuǎn)化段。
有利的是，由于在自熱轉(zhuǎn)化段中碳氫化合物的第二氣流參與反應(yīng)的步驟，使在按照本發(fā)明實現(xiàn)過程時可以更容易和有效地甚至實質(zhì)上改變設(shè)備的能力。
事實上，按照本發(fā)明，碳氫化合物的轉(zhuǎn)化反應(yīng)是在兩個平行的階段進行，前者包括初次轉(zhuǎn)化段和二次轉(zhuǎn)化段，而后者包括自熱轉(zhuǎn)化段。
這種方式可以在兩個轉(zhuǎn)化段內(nèi)分配希望的合成氣體的總產(chǎn)量，因而也可以時常改變其能力，以及根據(jù)特殊的意圖單獨改變而不影響其余的過程。
尤其是在平行設(shè)置的轉(zhuǎn)化段中加料的分配使有可能在其之間優(yōu)化能耗，提高自熱轉(zhuǎn)化段中合成氣體的產(chǎn)量以及同時減少向初次轉(zhuǎn)化裝置供料。
換句話說，合成氣體的生產(chǎn)能力是相等的；本過程適合于在兩個平行設(shè)置的兩個轉(zhuǎn)化段之間分配碳氫化合物和水蒸汽。因此總能耗比現(xiàn)有技術(shù)低。
有利的是，在二次轉(zhuǎn)化段和在自熱轉(zhuǎn)化段分別獲得的含有CO，CO2，H2及可能含有N2的氣流被送往同一個一氧化碳轉(zhuǎn)化段，以這種方式僅使用一種設(shè)備生產(chǎn)線來進行合成氣體隨后的制備階段。
按照本發(fā)明導(dǎo)致的另一優(yōu)點是，它能夠供給獨立的碳氫化合物氣流至互不相關(guān)的各轉(zhuǎn)化段，這樣有利于在合成氣體的生產(chǎn)中在不同的轉(zhuǎn)化階段使用不同性質(zhì)的碳氫化合物，從而使該方法適合于現(xiàn)有的自然資源和產(chǎn)生的任何要求。
為了獲得制造帶有高的CO2/H2分子比的氨水，含有氧的第二氣流被供給至最好含有富氧空氣的自熱轉(zhuǎn)化段。
在本說明書和權(quán)利要求書中術(shù)語“富氧空氣”用于指示分子氧含量大于21％的空氣，例如含量在22％和80％之間。
這種性能特別有利于隨后尿素的合成，因為它可使有效和廉價地達到CO2/NH3化學計量比以及提高供給碳轉(zhuǎn)化為CO2及隨后轉(zhuǎn)化為尿素的轉(zhuǎn)化獲取率。
為了實施上述方法，本發(fā)明優(yōu)選地提供一種制造合成氣體的設(shè)備，它具有初次轉(zhuǎn)化段和順序設(shè)置的二次轉(zhuǎn)化段以獲得含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第一氣體相；供給含有碳氫化合物的第一氣流和含有水蒸汽的第一氣流至初次轉(zhuǎn)化段的相應(yīng)裝置；供給含有氧和可能含有氮的第一氣體流至第二轉(zhuǎn)化段的裝置；供給含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第一氣體相至一氧化碳轉(zhuǎn)化段的裝置；其特征是還具有用于獲得含有CO，CO2，H2及可能含有N2的自熱轉(zhuǎn)化段；供給含有碳氫化合物的二次氣流以及含有水蒸汽的二次氣流及含有氧和可能含有氮的二次氣流至自熱轉(zhuǎn)化段的相應(yīng)裝置；供給含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第二氣體相至一氧化碳轉(zhuǎn)化段的裝置。
按照本發(fā)明的另一實施例，提供了一種改造這種合成氣體制造設(shè)備的方法，它具有初次轉(zhuǎn)化段和順序設(shè)置的二次轉(zhuǎn)化段，以獲取含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第一氣體相，供給含有碳氫化合物的第一氣流及含有水蒸汽的第一氣流至初次轉(zhuǎn)化段的相應(yīng)裝置，供給含有氧和可能含有氮的第一氣流至二次轉(zhuǎn)化段的裝置，以及供給含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第一氣體相至一氧化碳轉(zhuǎn)化段的裝置，該方法包括以下步驟提供獲得含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第二氣體相用的自熱轉(zhuǎn)化段；提供供給含有碳氫化合物的第二氣流，含有水蒸汽的第二氣流及含有氧和可能含有氮的第二氣流至自熱轉(zhuǎn)化段的相應(yīng)裝置；提供含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第二氣體相至一氧化碳轉(zhuǎn)化段的裝置。
由于上述改造方法，可以容易地顯著增加現(xiàn)有合成氣體制造設(shè)備的生產(chǎn)能力，僅需低的使用和投資費用及低的能耗。
通過下面參照附圖，對作為非限制性實例的實施例的說明，會對本發(fā)明的特點及優(yōu)點有進一步的了解，附圖中

圖1為按照本發(fā)明合成氣體制造方法的方框圖，在這種情況下氨水和尿素是希望的產(chǎn)品。
圖1的方框圖示出按照本發(fā)明制造氣體反應(yīng)物方法的步驟，這些氣體反應(yīng)物如H2，N2和CO2等，其中H2和N2用于氨水的合成，而CO2與如此制造的氨水一起用于尿素的合成。
然而特別應(yīng)指出，制造氣體反應(yīng)物的本方法不僅可用于氨水的合成，也可用于甲醇的合成，以及用于要求含有CO和可能還含有N2及CO2的有機反應(yīng)物。
具有10個方框的方框圖用于說明制造氨水和尿素的方法步驟，其中包括按照本發(fā)明合成氣體的制造過程。
圖中方框11～18相應(yīng)指示初級轉(zhuǎn)化段(方框11)，二次轉(zhuǎn)化段(方框12)，CO轉(zhuǎn)化段，CO2分離段(方框15)，合成氣體凈化段(方框16)，氨水合成段(方框17)，以及尿素合成段(方框18)。
根據(jù)所制造的合成氣體種類的不同，CO轉(zhuǎn)化段可分成一部分或數(shù)部分。在圖1實例中，CO轉(zhuǎn)化段具有CO高溫轉(zhuǎn)化段(方框13)和CO低溫轉(zhuǎn)化段(方框14)。
方框19和20優(yōu)選地表示預(yù)先轉(zhuǎn)化段(方框19)和自熱轉(zhuǎn)化段(方框20)。方框19和20相對于方框11和12平行設(shè)置。
自熱轉(zhuǎn)化段(方框20)以低能耗工作，它可以包括催化劑床以促進碳氫化合物的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。
方框11一18被一條流動線1貫穿，它表示在通過不同反應(yīng)段的通道內(nèi)具有可變成分的氣流。
特別的是，在初次轉(zhuǎn)化段(方框11)的入口處流動線1具有含有碳氫化合物的第一氣流和含有水蒸汽的第一氣流，水蒸汽是借助流動線2供入流動線1。
進入初次轉(zhuǎn)化段(方框11)的碳氧化合物最好為氣體，例如天然氣。
流動線3指示含有氧的第一氣流，供給至第二轉(zhuǎn)化段(方框12)。
通過初次轉(zhuǎn)化段和順序設(shè)置的二次轉(zhuǎn)化段(方框11和12)后碳氫化合物與供給氣流1中所含水蒸汽與氣流3中所含的氧一起反應(yīng)，從而獲得含有CO，CO2和H2的第一氣體相。
離開二次轉(zhuǎn)化段通過流動線1的氣體相會再含有適宜量的氮(N2)，為隨后在方框17內(nèi)氨水的合成所需要。
為此，含有由流動線3供給至方框12的氧的氣流也含有氮。最好流動線3代表空氣流。
根據(jù)希望的最終合成種類的不同，流動線3可用于供給不同性質(zhì)的物質(zhì)，例如在甲醇合成情況下，流動線3僅供給適宜量的氧至二次轉(zhuǎn)化段。
氣體相中所含一氧化碳離開方框12后通過高溫和低溫轉(zhuǎn)化段(方框13和14)轉(zhuǎn)化為二氧化碳，隨后在CO2分離段(方框15)分離，以及最后作為尿素合成用的反應(yīng)物通過流動線4供給至方框18。
離開方框15，氣體相實質(zhì)上無CO，以及CO2通過合成氣體凈化段(方框16)和隨后以實際含有氫和氮氣流的形式供給至氨水合成段(方框17)。
生產(chǎn)的氨水離開方框17，隨后常常通過流動線1供給至尿素合成段(方框18)，在那里與來自CO2分離段(方框15)的二氧化碳反應(yīng)。
因此，離開方框18(流動線1)的氣流主要含有尿素。
有利的是，圖1中的第二流動線5貫穿了方框19和20。在預(yù)先轉(zhuǎn)化段(方框19)的入口處含有碳氫化合物的第二氣流和含有水蒸汽的第二氣流借助流動線6供給至流動線5。
供給至此段的碳氫化合物可以是供給至轉(zhuǎn)化段(方框11和12)的同一種或者不同種，例如揮發(fā)油。
特別是由于存在預(yù)先轉(zhuǎn)化段(方框19)，有可能方便地使用任何種類的碳氫化合物進行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，同時達到降低能耗和供給水蒸汽消耗的效果。
這樣一來，有可能在任何條件下和使用任何混合的碳氫化合物都可使該方法適合于制造合成氣體。
方框19應(yīng)作為任選方案考慮，特別是氣體碳氫化合物，如天然氣用于轉(zhuǎn)化反應(yīng)時，它是不需要的。
在此實施例中應(yīng)該明確，完全沒有必要供給全部含有碳氫化合物的第二氣流和全部含有水蒸汽的第二氣流至預(yù)先轉(zhuǎn)化段(方框19)。事實上，在某些情況下根據(jù)可用的工作條件和使用的碳氫化合物，更有利的是僅供給部分此種氣流(例如20％和80％之間)至方框19，而其余部分直接供給至自熱轉(zhuǎn)化段(方框20)。
此外，含有氧和此種情況下也含有氮，例如第二氣流的空氣被通過流動線7傳送至自熱轉(zhuǎn)化段(方框20)，這與上述流動線3的情況類似。
通過預(yù)先轉(zhuǎn)化段和自熱轉(zhuǎn)化段(方框19和20)后碳氫化合物和流動線5中的水蒸汽反應(yīng)，獲得含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第二氣體相，它在CO轉(zhuǎn)化段的上游與第一氣體相(流動線1)直接結(jié)合和一起通過圖中其余的方框。
在圖1所示的實施例中，流動線5進入高溫轉(zhuǎn)化段(方框13)上游的流動線1內(nèi)。無論如何，如果不是代表性的，也不排除可能把至少一部分來自自熱轉(zhuǎn)化段(方框20)的第二氣體相供至方框13和14之間低溫CO轉(zhuǎn)化段的上游位置。
通過流動線7把富氧空氣供至方框20獲得特別滿意的結(jié)果。
這樣做的結(jié)果是第二氣體相中CO2的含量及可供給至尿素合成段(方框18)的CO2的含量有利地增加了，從而改進了轉(zhuǎn)化獲得率?？刂乒┙o至自熱轉(zhuǎn)化段含有富氧空氣的氣流的濃度和供給速率，就有可能獲得足夠量的CO2以便把全部制出的氨水轉(zhuǎn)化為尿素，以及這個過程是與供給至方框1和5碳氫化合物的種類無關(guān)的。
此外，在本方法中使用富氧空氣可以減少供給至氨水合成段(方框17)的惰性氣體量，有利地提高此段的轉(zhuǎn)化獲得率。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，可以預(yù)見，正如圖中虛線8所示，使含有碳氫化合物的部分氣流從流動線1轉(zhuǎn)至流動線5供送至自熱轉(zhuǎn)化段(方框20)。
以這種方式，當不要求實施本方法的設(shè)備有最大工作能力時，有可能進一步降低總能量消耗，因為自熱轉(zhuǎn)化段(方框20)的加料可以調(diào)節(jié)至最大和供給至初次轉(zhuǎn)化段(方框11)的外部能量可以降低。
最好，分配給流動線5的碳氫化合物的第一氣流占總量的5％和60％之間。
可代替的方案是，按照本發(fā)明一個非典型的實施例，流動線8在流動線2入口處下游的位置離開流動線1。在這一情形下，除含有碳氫化合物的第一氣流的一部分外，還有含有水蒸汽的第一氣流的一部分供給至流動線5。
通常來說，按照本發(fā)明方法非常高的靈活性可使根據(jù)流動速率和生產(chǎn)的合成氣體量來降低至初次轉(zhuǎn)化段的加料，同時得到降低能耗的相應(yīng)優(yōu)點。
在此實施例中，獲得特別滿意的結(jié)果，降低了供給至初次轉(zhuǎn)化段的碳氫化合物量，而同時又提高了供給至自熱轉(zhuǎn)化段的碳氫化合物量。
方框11-20指示的各段的工作條件以及其中發(fā)生化學反應(yīng)的性質(zhì)是通常的，本專業(yè)技術(shù)人員對此已熟悉，因此不用敘述。
按照本發(fā)明的合成氣體的制造方法，含有碳氫化合物的第一氣流和含有水蒸汽的第一氣流被供給至(按流動線1和2)初次轉(zhuǎn)化段(方框11)，而含有氧和可能含有氮的第一氣流被供給至(按流動線3)二次轉(zhuǎn)化段(方框12)。碳氫化合物和水蒸汽在初次轉(zhuǎn)化段內(nèi)反應(yīng)以及隨后在二次轉(zhuǎn)化段內(nèi)與氧一起反應(yīng)，獲得含有CO，CO2，H2和可能含有N2的第一氣體相。獲得的氣體相隨后供給至一氧化碳轉(zhuǎn)化段。
有利的是，根據(jù)本過程的以下步驟，含有碳氫體化合物的第二氣流，含有水蒸汽的第二氣流以及含有氧和可能氮的第二氣流(按流動線5-7)被供給至自熱轉(zhuǎn)化段(方框20)，它相對于初次和二次轉(zhuǎn)化段平行設(shè)置。碳氫化合物，水蒸汽和氧在自熱轉(zhuǎn)化段內(nèi)反應(yīng)，獲得含有CO，CO2，H2和可能N2的第二氣體相，它又被供給至(按流動線5)一氧化碳轉(zhuǎn)化段。
根據(jù)本發(fā)明方法的另一實施例，它還具有一個步驟是將含有碳氫化合物的第二氣流以及含有水蒸汽的第二氣流在供給至自熱轉(zhuǎn)化段之前至少一部分供給至預(yù)先轉(zhuǎn)化段(方框19)。
根據(jù)本發(fā)明方法的另一實施例，它還具有一個步驟是將含有碳氫化合物的第一氣流的一部分供給至(按流動線8)自熱轉(zhuǎn)化段。
按照本發(fā)明制造合成氣體的工廠具有圖1所示方框11-20指示的各段。
在構(gòu)成上述設(shè)備的入口處和單獨段之間設(shè)置了適當?shù)墓┙o和連接裝置。這些裝置為已知的種類，例如導(dǎo)管，管道等。在圖1中用流動線1-8表示。普通的熱交換器在圖1中未示出，在設(shè)備中也需要設(shè)置。
本發(fā)明一個特別重要的實施例是改造現(xiàn)有合成氣體制造設(shè)備。
在這方面，本發(fā)明提供了一種此類合成氣體制造設(shè)備的改造方法，它具有順序連接的初次轉(zhuǎn)化段，二次轉(zhuǎn)化段和一氧化碳轉(zhuǎn)化段(方框11-14)，方法最好具有以下步驟提供與現(xiàn)有轉(zhuǎn)化段平行設(shè)置的自熱轉(zhuǎn)化段(方框20)，以及適當?shù)难b置用以供給含有碳氫化合物的第二氣流，含有水蒸汽的第二氣流以及含有氧和可能含有氮的第二氣流供至自熱轉(zhuǎn)化段，以及自熱轉(zhuǎn)化段和一氧化碳轉(zhuǎn)化段之間的連接裝置(流動線5-7)。
由于采用本改造方法，有可能顯著地提高現(xiàn)有設(shè)備的生產(chǎn)能力，例如由20％至70％，而又不會使轉(zhuǎn)化段過載以及如果不是降低最終也可保持低的能量消耗和工作費用。
此外，一旦改造完成，設(shè)備獲得更高的靈活性，適合于以任何種類的碳氫化合物在任何條件下工作。
特別是有可能在平行設(shè)置的各轉(zhuǎn)化段之間分配裝料，以這樣一種方式減少初次轉(zhuǎn)化和從而優(yōu)化能耗。
很重要的是指出，按照本發(fā)明的改造方法的優(yōu)點是不需要增強或更換現(xiàn)有的轉(zhuǎn)化段。
要補充說明的是，用于處理已產(chǎn)出的合成氣體的各下游段不會遭受特殊的過載，在這種情況下如果要求，也僅是極少的和不昂貴的加入。應(yīng)該指出，這些段可能的更換或?qū)嵸|(zhì)的改進所需費用比改進一個甚至兩個轉(zhuǎn)化段低得多。
根據(jù)本改造方法的一個最佳實施例，供給至自熱轉(zhuǎn)化段(方框20)的含有氧的第二氣流(流動線7)還含有富氧的空氣，這樣做的優(yōu)點是有可能提高制造的CO2的量，例如達到用于尿素合成的CO2/NH3化學計量比，而與供給的碳氫化合物的種類無關(guān)。
為了進一步降低能耗，按照本發(fā)明的改造方法有利地包括一個步驟，提供將含有碳氫化合物的第一氣流的一部分供給至自熱轉(zhuǎn)化段(流動線8)的裝置。
代替的方案是與含有碳氫化合物氣流的一部分一起，還將含有水蒸汽氣流的一部分供給至流動線5。在這種情況下供給至自熱轉(zhuǎn)化段的碳氫化合物和水蒸汽最好取自流動線1已適當混合和預(yù)加熱的氣流。這樣做的結(jié)果是有可能減少(如果不是消除)供給至自熱轉(zhuǎn)化段的反應(yīng)劑用的混合和預(yù)加熱的相應(yīng)設(shè)備，同時保證節(jié)約能源和投資費用。
最后，按照本發(fā)明的改造方法的另一實施例還規(guī)定了一些步驟提供預(yù)先轉(zhuǎn)化段(方框19)，以及提供供給裝置，將至少一部分含有碳氫化合物的第二氣流以及含有水蒸汽的第二氣流供給至該預(yù)先轉(zhuǎn)化段，以及在預(yù)先轉(zhuǎn)化段和自熱轉(zhuǎn)化段之間設(shè)置連接裝置(流動線5)。
采用這種方式有可能使用任何一種碳氫化合物作為碳和氫源來供給至自熱轉(zhuǎn)化段，而不影響其工作，相反，還會降低傳送至該段的水蒸汽的量，從而節(jié)約能耗和使用費用。
實例從下面實例可顯示出按照本發(fā)明的改造方法的優(yōu)點。
特別，對相對于制氨水的現(xiàn)有合成氣體生產(chǎn)廠能力提高等于50％時的能量消耗進行了討論。
該實例的結(jié)果是采用普通商用計算系統(tǒng)獲得的。
現(xiàn)有的設(shè)備屬于圖1中方框11-17所示的那種，設(shè)計氨水平均日生產(chǎn)能力1000丈量噸?？偰芰肯恼?300卡丈量噸氨水。
使用天然氣作為碳氫化合物源和供給至二次轉(zhuǎn)化段的含有氧的氣流還含有空氣。
現(xiàn)有設(shè)備的初次和二次轉(zhuǎn)化段的設(shè)計并未考慮提高能力50％，但最多可以承受超過平均產(chǎn)量10-15％的非過載生產(chǎn)峰值。
按照本發(fā)明的改造方法，該設(shè)備的生產(chǎn)能力提高50％，達到氨水日產(chǎn)量1500丈量噸，它增加了平行設(shè)置的適當尺寸的自熱轉(zhuǎn)化段，供以空氣，水蒸汽，揮發(fā)油和一部分來自現(xiàn)有工廠的天然氣氣流(見圖1方框5-8，20)。
裝料最好以這種方式分配，60％生產(chǎn)在現(xiàn)有轉(zhuǎn)化步驟進行(日產(chǎn)900丈量噸)和其余40％在自熱轉(zhuǎn)化段進行(日產(chǎn)600丈量噸)。
由于本改造方法，驚人地發(fā)現(xiàn)不僅生產(chǎn)能力提高50％，總能耗也相對于現(xiàn)有工廠降低了2-3％，降至8100千卡/丈量噸氨水。
與舊技術(shù)進行的改造比較，它需要用具有增加50％生產(chǎn)能力的新轉(zhuǎn)化段來更換現(xiàn)有的初次和二次轉(zhuǎn)化段，按照本發(fā)明的改造方法顯得在降低能耗以及特別是降低投資費用兩個方面均極為有利。
最后，值得強調(diào)的是，為了實現(xiàn)本方法，并不需要現(xiàn)有設(shè)備長期停工，因為自熱轉(zhuǎn)化段是與現(xiàn)有段平行設(shè)置的。以這種方式改造時，現(xiàn)有工廠可以一直工作到增加的段和一氧化碳轉(zhuǎn)化段之間實現(xiàn)連接之前。
與此相反，按照原有技術(shù)，設(shè)備必須長期停工，以便進行轉(zhuǎn)化段的改造或更換，從而帶來相關(guān)的生產(chǎn)損失。
由上述公開的內(nèi)容可以清晰地顯現(xiàn)本發(fā)明達到的各種優(yōu)點，特別是它能提供極為靈活的合成氣體的制造方法，既易于實現(xiàn)，又可提高生產(chǎn)能力和降低使用及投資費用以及能耗。
權(quán)利要求
1.一種用于獲得氨水或甲醇一類化合物的合成氣體的制造方法，它包括以下步驟供給含有碳氫化合物的第一氣流以及含有水蒸汽的第一氣流至初次轉(zhuǎn)化段；供給含有氧和可能包含氮的第一氣流至二次轉(zhuǎn)化段；首先在初次轉(zhuǎn)化段使上述碳氫化合物與上述水蒸汽反應(yīng)以及隨后在二次轉(zhuǎn)化段與上述氧一起反應(yīng)，獲得含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第一氣體相；供給含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第一氣體相至一氧化碳轉(zhuǎn)化段；它還包括以下步驟供給含有碳氫化合物的第二氣流，含有水蒸汽的第二氣流，以及含有氧和可能氮的第二氣流至相對于上述初次和二次轉(zhuǎn)化段平行設(shè)置的自熱轉(zhuǎn)化段；使上述碳氫化合物和上述氧在上述自熱轉(zhuǎn)化段反應(yīng)，獲得含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第二氣體相；供給含有CO，CO2，H2及可能含有N2的上述第二氣體相至上述一氧化碳轉(zhuǎn)化段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于含有氧的上述第二氣體相還含有富氧的空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于它還包括一個在供給至上述自熱轉(zhuǎn)化段之前至少將一部分含有碳氫化合物的上述第二氣流和含有水蒸汽的上述第二氣流進行預(yù)先的轉(zhuǎn)化處理步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于它還包括一個供給一部分含有碳氫化合物的上述第一氣流至上述自熱轉(zhuǎn)化段的步驟。
5.用于獲得氨水或甲醇一類化合物的合成氣體的制造設(shè)備，它具有初次轉(zhuǎn)化段(11)和順序設(shè)置的二次轉(zhuǎn)化段(12)以獲得含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第一氣體相；供給含有碳氫化合物的第一氣流和含有水蒸汽的第一氣流至上述初次轉(zhuǎn)化段(11)的相應(yīng)裝置(1，2)；供給含有氧和可能氮的第一氣流至上述二次轉(zhuǎn)化段(12)的裝置；供給含有CO，CO2，H2及可能含有N2的上述第一氣體相至一氧化碳轉(zhuǎn)化段(13，14)的裝置；其特征在于它還具有用于獲得含有CO，CO2，H2和可能含有N2的第二氣體相的自熱轉(zhuǎn)化段(20)；供給含有碳氫化合物的第二氣流和含有水蒸汽的第二氣流以及含有氧和可能含有氮的第二氣流至上述自熱轉(zhuǎn)化段(20)的相應(yīng)裝置(5-7)；供給含有CO，CO2，H2及可能含有N2的上述第二氣體相至上述一氧化碳轉(zhuǎn)化段(13，14)的裝置(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于它還具有預(yù)先轉(zhuǎn)化段(19)；供給至少一部分含有碳氫化合物的上述第二氣流和含有水蒸汽的上述第二氣流至上述預(yù)先轉(zhuǎn)化段(19)的裝置(5)；上述預(yù)先轉(zhuǎn)化段(19)與上述自熱轉(zhuǎn)化段(20)的連接裝置(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于它還具有供給一部分含有碳氫化合物的上述第一氣流至上述自熱轉(zhuǎn)化段(20)的裝置(8)。
8.一種用于獲得氨水或甲醇一類化合物的合成氣體生產(chǎn)設(shè)備的改造方法，該種類型的設(shè)備具有初次轉(zhuǎn)化段(11)和順序設(shè)置的二次轉(zhuǎn)化段(12)以獲得含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第一氣體相，供給含有碳氫化合物的第一氣流和含有水蒸汽的第一氣流至上述初次轉(zhuǎn)化段(11)的相應(yīng)裝置(1，2)，供給含有氧和可能含有氮的第一氣流至上述二次轉(zhuǎn)化段(12)的裝置(3)，供應(yīng)含有CO，CO2，H2及可能含有N2的上述第一氣體相至一氧化碳轉(zhuǎn)化段(13，14)的裝置(1)，上述方法包括下列步驟提供用于獲得含有CO，CO2，H2及可能含有N2的第二氣體相的自熱轉(zhuǎn)化段(20)；提供用于供給含有碳氫化合物的第二氣流，含有水蒸汽的第二氣流和含有氧和可能含有氮的第二氣流至上述自熱轉(zhuǎn)化段(20)的相應(yīng)裝置(5-7)；提供用于供給含有CO，CO2，H2及可能含有N2的上述第二氣體相至上述一氧化碳轉(zhuǎn)化段(13，14)的裝置(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于它還具有以下步驟提供預(yù)先轉(zhuǎn)化段(19)；提供用于供給至少一部分含有碳氫化合物的上述第二氣流和含有水蒸汽的上述第二氣流至上述預(yù)先轉(zhuǎn)化段(19)的裝置(5)；提供上述預(yù)先轉(zhuǎn)化段(19)與上述自熱轉(zhuǎn)化段(20)的連接裝置(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于它還具有以下步驟提供用于供給一部分含有碳氫化合物的上述第一氣流以及可能一部分含有水蒸汽的上述第一氣流至上述自熱轉(zhuǎn)化段(20)的裝置(8)。
全文摘要
用于獲得氨水或甲醇一類化合物的合成氣體的制造方法,按此方法,首先使碳氫化合物和水蒸汽在初次轉(zhuǎn)化段(11)反應(yīng),隨后與氧一起在二次轉(zhuǎn)化段(12)反應(yīng),從而得到CO,CO
文檔編號C01B3/38GK1253114SQ9912340
公開日2000年5月17日 申請日期1999年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月3日
發(fā)明者馬爾科·巴達諾 申請人:阿莫尼·卡薩爾公司