一种合成甲醇、天然气、氨的多联产方法技术

本发明专利技术公开了一种合成甲醇、天然气、氨的多联产方法，包括：工艺气经变换单元、净化单元、合成单元，通过反应得到氨、天然气、甲醇中的至少一种产品。本发明专利技术方法通过对变换单元、净化单元、合成单元的有机组合及工艺气体的合理调配和综合利用，能够生产甲醇、天然气、氨等中至少一种产品，从而提高了该工艺技术的经济性和市场适应力。通过回收驰放气，将驰放气中含有的有效氢、一氧化碳、甲烷等二次利用，从而实现天然气或氨产品的增产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种石油化工装置的多联产方法，更具体地说是设及一种合成甲醇、 天然气、氨的多联产方法，通过该专利技术可W实现生产甲醇、天然气和氨中的一种、或者同时 生产两种或者同时生产=种。
技术介绍
目前石油化工领域甲醇、天然气、氨的生产工艺普遍采用联系紧密、不可调的变 换、净化、合成工艺，一般仅能生产其中的一种产品，产品结构单一，导致市场适应能力弱； 且价值较高的合成驰放气一般采取分离回收部分氨气后放空或送火炬燃烧，气体的综合利 用率低。 为了降低合成氨新鲜气中有毒气体（C0、c〇2)的浓度，降低环境污染，提高合成 氨工艺装置的可适应性，20世纪60年代国内专利技术的合成氨"联醇"工艺技术和90年代丹 麦托普索公司专利技术的合成氨"双甲"工艺技术并应用于生产实际，具有节能、环保、降耗， 醇氨联产等优点，在此基础上国内申请了申请号90105545.X、93105920. 8、94110903. 8、 96112370. 2、02109000. 9、200410014826.X、200410094894. 1 等专利技术或技术，运些技术 尽管形式多样，但着重于合成氨原料气的净化功能，尽管都具有醇氨联产的功能，但是醇氨 比例的调节幅度较小，且氨产品的产能往往大于甲醇产品的产能，也不能生产单一的甲醇 或氨广品。 西北化工研究院申请的专利号化200810018400.X(富碳氨工业尾气联产甲醇、 车用天然气及合成氨的方法）特点是净化后的混合原料气即焦炉煤气和电石炉气等，依次 经过甲醇合成器、甲烧化反应器和变压吸附分离装置及氨合成反应器，先分离出甲醇，分离 后的甲烧可用作车用天然气，分离后的氨气和氮气进行氨合成，氨合成后多余氨气通过变 压吸附得到纯氨。该方法使气体有效组分和能源得到梯级有效应用，减少原料气消耗、能 量消耗及二氧化碳的排放，能够生产甲醇、天然气、氨产品，但是其甲醇合成器、甲烧化反应 器、氨合成反应器的工艺采用串联方式，一旦混合原料气的组成固定，则产品的比例也固 定，无法进行有效地调节；另外该技术仅应用于氨含量>50% (mol)的气体，如焦炉气和电 石炉气等，不能应用于石油化工中的煤制气领域。
技术实现思路
阳0化]本专利技术的目的是提供一种合成甲醇、天然气、氨的多联产工艺，W解决目前甲醇、 天然气、氨联产工艺中产品比例调节范围小及驰放气回收率低等问题。通过该专利技术可W实 现生产甲醇、天然气和氨中的一种、或者同时生产两种或者同时生产=种。 本专利技术的技术方案是： ，包括：工艺气经变换单元、由并联设置的 净化A、净化B和净化C构成的净化单元、合成单元，通过反应得到氨、天然气、甲醇中的至少 一种产品。 所述的净化A、净化B、净化C都是采用净化装置，采用的净化装置为化工领域的常 规装置。 本专利技术所述的合成甲醇、天然气、氨的多联产方法，包括W下具体步骤： (1)、工艺气经过变换单元使CO与&0反应生成&和CO2,得到CO《1.5% (mol, 干基）的低浓度CO变换气和10 % <CO《30 % (mol，干基）的高浓度CO变换气； (2)、步骤（1)制得的低浓度CO变换气和/或高浓度CO变换气通过W下操作中的 任意一种或两种或=种组合得到氨、天然气、甲醇中的至少一种产品： 曰、低浓度CO变换气在净化单元的净化A中调节得到氨氮比化2/N2)为2. 5~3. 2 的氨合成新鲜气，将氨合成新鲜气通入氨合成装置中通过氨合成反应得到氨； b、低浓度CO变换气和高浓度CO变换气混合经净化单元的净化B得到氨碳比为2. 9~3. 1的天然气合成新鲜气，将天然气合成新鲜气通入天然气合成装置 中通过天然气合成反应得到天然气； C、低浓度CO变换气和高浓度CO变换气混合经净化单元的净化C得到氨碳比为2. 0~2. 2的甲醇合成新鲜气，将甲醇合成新鲜气通入甲醇合成装置中通过 甲醇合成反应得到甲醇。 作为本专利技术所述的合成甲醇、天然气、氨的多联产方法的优选方案，当步骤（2)制 得的产品中一种为氨时，回收合成氨驰放气，送至净化单元的净化B回用；当步骤（2)制得 的产品中一种为甲醇时，回收甲醇氨驰放气，送至净化单元的净化A和/或净化B回用。 作为本专利技术所述的合成甲醇、天然气、氨的多联产方法的优选方案，当步骤（2)制 得的产品中的一种为天然气时，所述的天然气经过液化得到液化天然气；作为进一步的优 选方案，回收天然气驰放气，返回至净化单元的净化A回用。 本专利技术所述的工艺气为来自水煤浆气化的工艺气、来自粉煤气化的工艺气、来自 固定床制气的工艺气中的一种或多种，不同来源的工艺气通过变换单元能够获得本专利技术要 求的低浓度CO变换气和高浓度CO变换气。变换单元是化工行业中的公知技术，其目的是 将工艺气中过高的CO变换成c〇2,W调整工艺气中CO和&的含量。所述的变换单元中溫 度为200~480°C、压力为0. 8~8. 5MPa。 在净化装置中对低浓度CO变换气、高浓度CO变换气净化是化工行业的公知技术， 有冷法净化技术，如低溫甲醇洗，如果用于合成氨原料气的净化，也可W加上低溫液氮洗技 术；热法净化技术有双甲净化工艺技术、热碱法、NHD等等。 步骤（2)中低浓度CO变换气和高浓度CO变换气在管道中混合后进入净化单元。 所述的氨合成反应的反应溫度为320~510°C、反应压力为8~32MPa、催化剂为 铁基、亚铁基或钻基催化剂。 所述的天然气合成反应的反应溫度为250~650°C、反应压力为1. 0~6.OMPa、催 化剂为儀系催化剂。 所述的甲醇合成反应的反应溫度为200~300°C、反应压力为3. 0~16.OMPa、催 化剂为铜系催化剂。 本专利技术的另一个目的是提供一种合成甲醇、天然气、氨的联产系统，包括变换单 元、净化单元、合成单元，所述的净化单元包括并联的净化A、净化B和净化C;所述的合成单 元包括氨合成装置、天然气合成装置和甲醇合成装置；所述的变换单元经管道分别与并联 的净化A、净化B和净化C连接，所述的净化A与氨合成装置连接，所述的净化B与天然气合 成装置连接，所述的净化C与甲醇合成装置连接。 优选的，所述的氨合成装置、甲醇合成装置分别与驰放气回收装置连接，通过驰放 气回收装置回收合成氨驰放气、甲醇驰放气，所述的驰放气回收装置经管道分别与净化A、 净化B连接。通过驰放气回收装置将合成氨驰放气、甲醇驰放气中的氨、甲醇通过水分别洗 下来，洗涂后的气体通过管道返回净化单元。 优选的，所述的天然气合成装置与天然气液化装置连接将天然气液化成液化天然 气；所述的天然气液化装置与驰放气回收装置连接。天然气经液化后得到液化天然气，同时 还有部分气体不能液化，称为"天然气驰放气"，经驰放气回收装置回收后返回至净化单元 的净化A回用。 本专利技术所述的变换单元、净化单元、合成单元、天然气液化装置、驰放气回收装置 都是本领域技术人员公知的装置。 本专利技术中气体组成中各个组分含量的单位是摩尔分率。 本专利技术的有益效果： 本专利技术方法通过对变换单元、净化单元、合成单元的有机组合及工艺气体的合理 调配和综合利用，能够生产甲醇、天然气、氨等其中的一种、同时两种或同时S种产品，甲 醇、天然气、氨产品的产量比例任意可调，从而提高了该工艺技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成甲醇、天然气、氨的多联产方法，其特征在于它包括：工艺气经变换单元、由并联设置的净化A、净化B和净化C构成的净化单元、合成单元，通过反应得到氨、天然气、甲醇中的至少一种产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张结喜，刘小平，
申请(专利权)人：南京国昌化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32